JPH0815512A - Apparatus for producing zone plate - Google Patents

Apparatus for producing zone plate

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JPH0815512A
JPH0815512A JP6170381A JP17038194A JPH0815512A JP H0815512 A JPH0815512 A JP H0815512A JP 6170381 A JP6170381 A JP 6170381A JP 17038194 A JP17038194 A JP 17038194A JP H0815512 A JPH0815512 A JP H0815512A
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JP
Japan
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diameter
zone plate
condensing
light
workpiece
Prior art date
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Pending
Application number
JP6170381A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Mizoroke
茂男 御菩薩池
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH0815512A publication Critical patent/JPH0815512A/en
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to shorten working time without degrading performance by making adjustment in such a manner that the diameter of a condensed luminous flux is small near the end in the radial direction of rotation and is larger than the diameter in other parts. CONSTITUTION:The condensing position is adjusted in such a manner that the position comes on the working start position of a region meeting the transmission ring band on the extreme central side by controlling a driving mechanism 2 according to a design value and moving a condensing optical system on the X-axis of a coordinate system including a working origin 0. The light spot of the smallest diameter is formed on a resist by adjusting the width of a variable slit 4 and the magnification of an objective lens 6 after the end of the position adjustment. The circular region to be exposed of the min. line width is formed by rotation of a zone plate substrate 1 according to rotation of a turn table. The diameter of the condensed luminous flux is then increased by adjusting the width of the variable slit 4 and the objective lens 6 while controlling the movement of the condensing optical system in a radial direction. As a result, the large light spot is formed on the resist.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、同心円状のパターンを
有する回折光学素子としてのゾーンプレートの製造装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a zone plate as a diffractive optical element having a concentric circular pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】回折光学素子のうち同心円状のパターン
を有する素子(以下、ゾーンプレートという)は、基板
上の中心部から所定の半径と幅(半径方向の幅)を有す
る円環状のパターンが形成されている。一例としては、
フレネルゾーンプレート等が知られているが、透過型の
ものにあっては、光透過性の基板上に光透過輪帯部と不
透過輪帯部とを同心円状に交互に形成したものが一般的
である。また、透過型のゾーンプレートのパターンの構
成としては、互いに光透過性(屈折率又は透過距離等)
の異なる部分を同心円状に設けたものも知られている。
2. Description of the Related Art Among diffractive optical elements, an element having a concentric circular pattern (hereinafter referred to as a zone plate) has an annular pattern having a predetermined radius and width (radial width) from a central portion on a substrate. Has been formed. As an example,
Fresnel zone plates and the like are known, but in the case of a transmissive type, it is generally one in which light-transmissive annular zones and non-transmissive annular zones are alternately formed on a light-transmissive substrate. Target. In addition, the pattern of the transmissive zone plate has a mutual light transmissivity (refractive index or transmission distance, etc.).
It is also known that different parts are provided concentrically.

【0003】このようなゾーンプレートを製造する場合
には、被加工物となる光反応性の基板上に同じパターン
を有するマスクからの露光転写を行なうものや、基板上
をパターン形状に従って直接切削等を行なうもの、ある
いはパターン形状を直接電子線描画する方式等が知られ
ている。
When manufacturing such a zone plate, exposure transfer is performed from a mask having the same pattern on a photoreactive substrate to be processed, or the substrate is directly cut according to the pattern shape. There is known a method for directly performing electron beam drawing of a pattern shape or the like.

【0004】また、近年では光反応性の基板を用い、こ
の基板を回転させながら一部に光を集光照射することで
円環状の処理領域を形成すると共に、その回転半径に沿
って照射領域を移動させることで、複数の円環状の処理
領域を形成し、これにより基板上に同心円形状の加工処
理を行なう方式が知られている。
Further, in recent years, a photoreactive substrate is used, and while the substrate is rotated, a part of the light is focused and irradiated to form an annular processing region, and the irradiation region is provided along the radius of rotation. There is known a method in which a plurality of annular processing regions are formed by moving the substrate, and thereby a concentric processing process is performed on the substrate.

【0005】このようなゾーンプレートの描画において
は、各円環状パターンごとの光処理状態を均一化、即ち
照射光量を均等化するため、光源光量と集光径で決定さ
れる単位照射光量と、照射時間(基板の回転スピード、
周速度又は角速度)の制御が行なわれている。
In drawing such a zone plate, in order to equalize the light processing state for each annular pattern, that is, to equalize the irradiation light amount, the unit irradiation light amount determined by the light source light amount and the condensing diameter, Irradiation time (substrate rotation speed,
The peripheral velocity or the angular velocity) is controlled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ゾーンプレートのパタ
ーン精度は、各円環状パターンの半径方向端部(エッ
ジ)の位置や輪郭形状によって決定される。即ち、設計
通りの位置で且つシャープなエッジが形成されていなけ
れば、このゾーンプレートをレンズ光学系や光学装置に
組み込んで用いた場合、所望の回折光を得ることができ
ない。このようなゾーンプレートの性能に直接影響する
エッジの形状は、加工(描画)時に照射される光束の状
態に依存する。例えば、集光光束の位置が設計値よりず
れていたり、この集光光束により被加工物上に形成され
る光スポットがぼけていたりすると、エッジの位置や輪
郭形状が設計どおりに形成できない。
The pattern accuracy of the zone plate is determined by the position and contour shape of the radial end (edge) of each annular pattern. In other words, if the zone plate is incorporated in a lens optical system or an optical device and used, a desired diffracted light cannot be obtained unless a sharp edge is formed at the designed position. The shape of the edge, which directly affects the performance of the zone plate, depends on the state of the luminous flux irradiated during processing (drawing). For example, if the position of the condensed light beam is deviated from the design value or the light spot formed on the workpiece by the condensed light beam is blurred, the position of the edge and the contour shape cannot be formed as designed.

【0007】しかしながら、通常、ゾーンプレートは、
各円環状パターン毎に異なる幅を持っているものであ
る。そこで、比較的幅の広い円環状領域を加工する場合
には、集光光学系の倍率を変化させて被加工物上の集光
光束径を大きくして行なうことが考えられる。しかし、
この時、被加工物上に形成される光スポットは輪郭がぼ
けたものとなり、このようなぼけた光束で加工(描画)
を行なうと、前述した如く、パターンのエッジ部分が正
確な形状とはならない。
However, usually the zone plate is
Each annular pattern has a different width. Therefore, when processing a relatively wide annular region, it is conceivable to change the magnification of the focusing optical system to increase the diameter of the focused light flux on the workpiece. But,
At this time, the light spot formed on the workpiece has a blurred outline, and processing (drawing) is performed with such a blurred light beam.
However, as described above, the edge portion of the pattern does not have an accurate shape.

【0008】一方、集光径を小さくすれば正確なエッジ
が得られるが、従来の技術では、パターンのエッジ部と
そうではない部分(半径方向の両エッジ間)とを区別す
ることはなされていないため、必要な幅領域を加工処理
するには、加工中、一定の小さい集光径のまま、被加工
物上の集光位置を半径方向に少しずつ移動させながら徐
々に塗りつぶしていくように照射して行かなければなら
なかった。このような描画方法では、加工処理時間が長
く成りスループットが低下するという問題が生じる。
On the other hand, an accurate edge can be obtained by reducing the light-collecting diameter. In the conventional technique, however, the edge portion of the pattern and the other portion (between both edges in the radial direction) are distinguished from each other. Therefore, in order to process the necessary width area, while processing, keep the constant small condensing diameter and gradually move the condensing position on the work piece gradually in the radial direction to fill gradually. I had to illuminate and go. In such a drawing method, there is a problem that the processing time becomes long and the throughput decreases.

【0009】本発明は、上記問題点を鑑み、ゾーンプレ
ートの性能を低下させることなく、従来に比べて加工
(描画)時間を短縮し得るゾーンプレートの製造装置を
提供することを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a zone plate manufacturing apparatus capable of shortening the processing (drawing) time as compared with the prior art without degrading the performance of the zone plate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明に係る、ゾーンプレート製造
装置では、回転中の被加工物を加工処理することにより
円環状の加工処理領域を形成すると共に、前記被加工物
上の加工位置を移動させて異なる位置で前記加工処理を
行なうことで、被加工物上に同心円状のパターンを形成
するゾーンプレート製造装置において、前記被加工物が
載置される回転テーブルと、前記被加工物の表面に予め
定められた光束を集光させる集光手段と、前記集光手段
による集光位置を少なくとも前記回転テーブルの回転中
心軸と直交する方向に移動させる移動手段と、前記集光
手段による前記被加工物上での集光光束径を可変に調整
する調整手段とを備え、前記調整手段は、前記いずれか
一つの円環状の処理領域内において、前記回転の半径方
向の端部近傍では前記集光光束径を小さくし、その他の
部分では集光光束径がそれより大きくなるように、前記
集光光束径の調整を行うものである。
In order to achieve the above object, in the zone plate manufacturing apparatus according to the invention of claim 1, an annular processing area is provided by processing a rotating workpiece. A zone plate manufacturing apparatus for forming a concentric pattern on a workpiece by moving a machining position on the workpiece and performing the processing at different positions together with forming the workpiece. A rotary table on which is mounted, a condensing means for condensing a predetermined luminous flux on the surface of the workpiece, and a condensing position by the condensing means is at least orthogonal to the central axis of rotation of the rotary table. A moving means for moving in the direction, and an adjusting means for variably adjusting the diameter of the condensed light flux on the workpiece by the light collecting means, wherein the adjusting means is any one of the annular processing. Within the region, the diameter of the condensed light flux is adjusted so that the diameter of the condensed light flux is reduced near the radial end of the rotation, and the diameter of the condensed light flux is increased in other portions. .

【0011】また、請求項2に記載の発明に係るゾーン
プレート製造装置では、請求項1に記載のゾーンプレー
ト製造装置において、希望するゾーンプレートを構成す
る同心円状のパターンの個々の設計条件を入力する入力
手段を更に備え、前記移動手段は、この入力情報に基づ
く同心円状のパターンに対応した位置に前記集光位置を
位置させると共に、この集光位置を前記回転半径方向に
移動させて円環状の加工処理領域を形成するものであ
り、前記調整手段は、前記移動手段による前記円環状の
加工処理領域内の位置情報に基づいて前記集光光束径の
調整を行うものである。
Further, in the zone plate manufacturing apparatus according to the second aspect of the invention, in the zone plate manufacturing apparatus according to the first aspect, individual design conditions of the concentric pattern forming the desired zone plate are input. The moving means positions the light collecting position at a position corresponding to a concentric circular pattern based on the input information, and moves the light collecting position in the rotation radius direction to form an annular shape. Is formed, and the adjusting means adjusts the diameter of the condensed light flux based on the positional information in the annular processing area by the moving means.

【0012】また、請求項3に記載の発明に係るゾーン
プレート製造装置では、請求項1または2に記載のゾー
ンプレート製造装置において、前記集光手段は、集光光
束径の異なる複数の集光手段を備えており、前記調整手
段は、前記複数の集光手段を選択的に切り替える切り替
え手段を含むものである。
Further, in a zone plate manufacturing apparatus according to a third aspect of the invention, in the zone plate manufacturing apparatus according to the first or second aspect, the condensing means is a plurality of condensing luminous flux diameters. The adjusting means includes a switching means for selectively switching the plurality of light collecting means.

【0013】[0013]

【作用】本発明のゾーンプレート製造装置は、回転テー
ブル上に被加工物を載置し、これを回転させつつ、集光
手段によって被加工物の表面に予め定められた光束を集
光し、移動手段によって集光手段による集光位置を少な
くとも前記回転テーブルの回転中心軸と直交する方向に
移動させて異なる位置で加工処理を行なうことで、被加
工物上に複数の円環状被加工処理領域からなる同心円状
のパターンを形成するものであり、前記集光手段による
被加工物上の集光光束径を可変に調整する調整手段によ
って、いずれか一つの円環状の処理領域内においては、
前記回転の半径方向の端部近傍では集光光束径を小さく
し、その他の部分では集光光束径がそれより大きくなる
ように調整を行うものである。
In the zone plate manufacturing apparatus of the present invention, the workpiece is placed on the rotary table, and while rotating the workpiece, the light collecting means collects a predetermined light beam on the surface of the workpiece, By moving the light collecting position of the light collecting means by the moving means at least in the direction orthogonal to the rotation center axis of the rotary table and performing the processing at different positions, a plurality of annular processing target areas are formed on the workpiece. In order to form a concentric circular pattern consisting of, by the adjusting means for variably adjusting the diameter of the condensed light flux on the workpiece by the light condensing means, in any one of the annular processing regions,
The diameter of the condensed light beam is reduced in the vicinity of the radial end of the rotation, and the diameter of the condensed light beam is adjusted to be larger in other portions.

【0014】このようなゾーンプレート製造装置によれ
ば、比較的幅の大きい円環状パターンを加工処理する場
合、半径方向の端部(パターンのエッジ部)では小さい
集光光束径で描画できるので、被加工部上にでは輪郭に
ぼけのない光スポットが形成され、これによってエッジ
部では位置ずれや輪郭のぼけのない設計通りの加工がで
きる。同時に、中心側のエッジ部から外周側の次のエッ
ジ部までの間は大きい集光光束径で加工できるので、幅
の広い加工領域でも、加工時間は短くてすむ。この時、
集光光学系を調整するなどして集光光束径を大きくした
場合、被加工物上に形成される光スポットの輪郭がぼけ
る場合があるが、加工領域はエッジとエッジとの間であ
るので、パターンの加工精度に何等影響は与えない。集
光光束径の調整手段としては、集光光学系中の対物レン
ズを調整して倍率を変化させる方法の他に、倍率は変化
させないで、光路中に可変スリットを設けて集光光束径
を調整する方法を用いても良い。
According to such a zone plate manufacturing apparatus, when processing an annular pattern having a relatively large width, it is possible to draw with a small condensed light beam diameter at the end portion in the radial direction (edge portion of the pattern). A light spot having no blur on the contour is formed on the portion to be processed, whereby the edge portion can be machined as designed without displacement or contour blur. At the same time, processing can be performed with a large focused beam diameter from the edge portion on the center side to the next edge portion on the outer peripheral side, so that the processing time can be short even in a wide processing region. This time,
When the diameter of the focused light beam is increased by adjusting the focusing optical system, the contour of the light spot formed on the workpiece may be blurred, but the processing area is between the edges. , Does not affect the pattern processing accuracy. As a means for adjusting the diameter of the condensed light beam, there is a method of adjusting the objective lens in the light condensing optical system to change the magnification. In addition to changing the magnification, a variable slit is provided in the optical path to adjust the diameter of the condensed light flux. You may use the method of adjusting.

【0015】また、請求項2に記載したように、ゾーン
プレート製造装置に希望するゾーンプレートを構成する
同心円状のパターンの個々の設計条件を入力する入力手
段を更に備えれば、移動手段は、この入力手段の設計条
件に基づいて各同心円状のパターンに対応した位置に順
次集光位置を位置させると共に、この集光位置を回転半
径方向に移動させて円環状の加工処理領域を形成するこ
とができる。また調整手段を、移動手段による円環状の
加工処理領域内の位置情報に基づいて集光光束径の調整
を行うものとすることにより、集光位置の回転中心から
半径方向への移動に伴ってパターンエッジ部分にきたと
きには集光光束径を小さくし、加工領域内の中心側エッ
ジから外周側エッジまで間では集光光束径を大きくする
など、適宜、効率的な加工処理を行なうことができる。
Further, as described in claim 2, if the zone plate manufacturing apparatus further comprises an input means for inputting individual design conditions of the concentric pattern forming the desired zone plate, the moving means is: Based on the design condition of the input means, the condensing position is sequentially located at a position corresponding to each concentric pattern, and the condensing position is moved in the radial direction of rotation to form an annular processing region. You can In addition, the adjusting means adjusts the diameter of the focused light flux based on the position information in the annular processing region by the moving means, so that the focusing position moves in the radial direction from the rotation center. When the pattern edge portion is reached, the diameter of the condensed light beam is reduced, and the diameter of the condensed light beam is increased between the center side edge and the outer peripheral side edge in the processing area.

【0016】また、請求項3に記載したように、集光光
束径の異なる複数の集光手段を備え、調整手段における
切り換え手段が、これら複数の集光手段を選択的に切り
替える構成とすれば、集光位置の回転中心から半径方向
への移動に伴って、パターンエッジ部分では集光光束径
の小さいものに、加工領域内の中心側エッジから外周側
エッジまで間では集光光束径の大きなものに適宜切り替
えることができるので集光光束径の大きさを変化させる
のに短時間ですみ、集光光学系の対物レンズなどをいち
いち調整して集光光束径を変化させる場合よりも加工処
理がより効率的に行なえる。
Further, as described in claim 3, if a plurality of condensing means having different condensing light flux diameters are provided and the switching means in the adjusting means is configured to selectively switch the plurality of condensing means. As the focus position moves in the radial direction from the center of rotation, the focused beam diameter is small at the pattern edge portion, and the focused beam diameter is large between the center side edge and the outer side edge in the processing area. Since it can be switched to a different one, it takes only a short time to change the size of the condensed light beam diameter, and it is more processed than when adjusting the objective lens etc. of the condensing optical system one by one to change the condensed light beam diameter. Can be done more efficiently.

【0017】なお、集光光学系の対物レンズを調整して
集光光束径を大きくした場合、光源光量が均一であれば
単位面積あたりの光量は減少する。従って、被加工物上
で必要な照射光量(例えば感光性基板に対する露光量)
が得られるよう回転速度、角速度、周速度、いずれかを
調整すれば、結果として、被加工物上のパターンの各部
で加工状態を均一にすることができる。また、光源側
に、NDフィルタなどの光量調節手段を設け、集光光束
径を大きくする場合には光量を増大させる方法を用いて
も良い。
When the objective lens of the condensing optical system is adjusted to increase the diameter of the condensed light flux, if the light amount of the light source is uniform, the light amount per unit area decreases. Therefore, the amount of irradiation light required on the workpiece (for example, the amount of exposure to the photosensitive substrate)
If any one of the rotation speed, the angular speed, and the peripheral speed is adjusted so as to obtain, the processing state can be made uniform in each part of the pattern on the workpiece as a result. Further, a light amount adjusting means such as an ND filter may be provided on the light source side and a method of increasing the light amount may be used when increasing the diameter of the condensed light flux.

【0018】また、本発明でのゾーンプレートとは、同
心円状の複数パターンを備えている回折光学素子であっ
て、透過輪帯と遮光輪帯からなるフレネルゾーンプレー
トに限らず、透過領域からなり同心円状に透過率、屈折
率等を異ならしめた領域をもつもの、集光又は発散のも
の、補正用のものや、階段構造を備えた所謂バイナリー
オプティカルエレメント(BOE)、干渉縞による屈折
率分布を持つホログラム、等が含まれる。
Further, the zone plate in the present invention is a diffractive optical element having a plurality of concentric circular patterns and is not limited to a Fresnel zone plate composed of a transmission ring zone and a light blocking zone, but is formed of a transmission area. Concentric circles with different areas of transmittance, refractive index, etc., condensing or diverging, correcting, so-called binary optical element (BOE) with step structure, refractive index distribution by interference fringes With holograms, etc. are included.

【0019】[0019]

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
本実施例は、図1に示した製造装置を用いて、レーザ光
(加工手段)により同心円状パターンを描画露光して図
2に示すような同心円状の石英透過輪帯とクロム遮光輪
帯とが交互に配されてなるゾーンプレートを製造する場
合を示す。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
In this embodiment, the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used to draw and expose a concentric circular pattern by laser light (processing means) to form a concentric quartz transmission ring zone and a chrome light blocking zone as shown in FIG. The case where a zone plate in which is alternately arranged is manufactured is shown.

【0020】図1に示す装置は、照明光学系からのレー
ザ光を回転テーブルの上に載置された被加工物上に集光
する集光光学系と、該集光光学系によるレーザ光集光位
置を回転テーブルの回転中心軸と直交する方向に移動さ
せる駆動機構(移動手段)2とを備えており、この駆動
機構2は、制御装置に入力された同心円状のパターンの
設計条件(図2)に応じた位置情報に従って、固有の加
工平面座標系内で集光光学系を移動させるよう制御され
る。
The apparatus shown in FIG. 1 comprises a condensing optical system for condensing laser light from an illumination optical system onto a workpiece placed on a rotary table, and a laser light converging system by the condensing optical system. A drive mechanism (moving means) 2 for moving the light position in a direction orthogonal to the central axis of rotation of the rotary table is provided. The drive mechanism 2 is designed under the design condition of a concentric pattern input to the control device (see FIG. According to the position information according to 2), the condensing optical system is controlled to move within a unique machining plane coordinate system.

【0021】光源3からのレーザ光は、ビームエキスパ
ンダによって適当なビーム径の平行光となって集光光学
系へ入射するが、集光光学系内には、被加工物上の集光
光束径を前記位置情報に基づいて調整する調整手段とし
て可変スリット4が備えられている。集光光学系内の対
物レンズ6は可変スリット4の開口像を被加工物上に結
像することによって光スポットを形成するので、可変ス
リット4の開口変化に応じて光スポット径が変化する。
さらに、対物レンズ6自身も調整可能に設けられてお
り、被加工物上に形成される可変スリット4の開口に応
じた光スポットの大きさをさらに変化させることができ
る。
The laser light from the light source 3 becomes parallel light having an appropriate beam diameter by the beam expander and enters the condensing optical system. A variable slit 4 is provided as an adjusting means for adjusting the diameter based on the position information. Since the objective lens 6 in the condensing optical system forms a light spot by forming the aperture image of the variable slit 4 on the workpiece, the light spot diameter changes according to the aperture change of the variable slit 4.
Further, the objective lens 6 itself is also provided so as to be adjustable, and the size of the light spot corresponding to the opening of the variable slit 4 formed on the workpiece can be further changed.

【0022】このような装置において、まず、加工平面
座標系上で、ゾーンプレートの光軸となる回転テーブル
の回転中心位置に加工基準原点0を合致させておく。そ
のうえで、回転テーブル上にゾーンプレート基板1を載
置する。ここでは、ゾーンプレート基板1は、石英板1
1上にクロム層12を形成したものであり、表面にポジ
型レジストが塗布されている。
In such an apparatus, first, on the machining plane coordinate system, the machining reference origin 0 is matched with the rotation center position of the rotary table which is the optical axis of the zone plate. Then, the zone plate substrate 1 is placed on the rotary table. Here, the zone plate substrate 1 is the quartz plate 1
1 has a chrome layer 12 formed on it, and a positive resist is applied to the surface thereof.

【0023】レジストが塗布されたゾーンプレート基板
1を載置した後、回転テーブルを所定の角速度で回転さ
せた状態において、まず制御装置により、予め入力され
た設計値に応じて駆動機構2を制御し、集光光学系を加
工原点0を含む座標系X軸上において移動させ、集光位
置が最中心側の透過輪帯に応じた領域の加工開始位置
(半径r1=193.56μm)上にくるよう位置調整
する。位置調整終了後、可変スリット4の幅および対物
レンズ6の倍率を調整して最小径(ここでは0.2μm
とする)の光スポットをレジスト上に形成する。回転テ
ーブルの回転に伴うゾーンプレート基板1の回転によっ
て本装置による最小線幅の円状被露光領域が形成され
る。
After the zone plate substrate 1 coated with the resist is placed and the rotary table is rotated at a predetermined angular velocity, the control device first controls the drive mechanism 2 in accordance with the previously input design value. Then, the condensing optical system is moved on the X axis of the coordinate system including the machining origin 0, and the condensing position is on the machining start position (radius r1 = 193.56 μm) in the region corresponding to the transmission ring zone on the most center side. Adjust the position so that it fits. After the position adjustment is completed, the width of the variable slit 4 and the magnification of the objective lens 6 are adjusted to adjust the minimum diameter (here, 0.2 μm).
Light spot) is formed on the resist. By the rotation of the zone plate substrate 1 accompanying the rotation of the rotary table, a circular exposed area having a minimum line width by this apparatus is formed.

【0024】次いで、集光光学系を半径方向に移動制御
しながら可変スリット4幅及び対物レンズ6を調整して
集光光束径を大きくする。これによってレジスト上に大
きな光スポットが形成され、基板1の回転と集光位置の
半径方向への移動に伴って先の円状被露光領域の幅が広
がっていく如く、円環状被露光部が形成されていく。こ
の時、単位面積たりの照射光量が減少するので、露光に
必要な照射光量となるよう、光源3側の光量調節機構F
により集光光学系へ入射する光強度を増大させる。
Then, the variable slit 4 width and the objective lens 6 are adjusted while controlling the movement of the focusing optical system in the radial direction to increase the diameter of the focused light flux. As a result, a large light spot is formed on the resist, and the annular exposed portion is expanded so that the width of the previous circular exposed region expands as the substrate 1 rotates and the focus position moves in the radial direction. Is formed. At this time, since the irradiation light amount per unit area is reduced, the light amount adjustment mechanism F on the light source 3 side is adjusted so that the irradiation light amount required for exposure is obtained.
Thereby increasing the intensity of light incident on the condensing optical system.

【0025】そして、駆動機構2からの位置情報に基づ
いて、被露光領域の外周部が、第1の透過輪帯の外周側
端部に対応する位置(半径r2=273.73μm)に
近づいた時点で可変スリット4の幅および対物レンズ6
を調整して再び光スポット径を最小にし、第1の透過輪
帯の外周側端部に相当する位置上に最小光スポットを集
光させて最小線幅の円状被露光領域を形成した時点で、
第1の透過輪帯に相当する領域の露光を終了する。以上
の操作によって、中心側端および外周側端にシャープな
エッジを持つ幅r2−r1=80.17μmの円環状被
露光領域が形成されたことになる。
Then, based on the position information from the driving mechanism 2, the outer peripheral portion of the exposed region approaches the position (radius r2 = 273.73 μm) corresponding to the outer peripheral side end portion of the first transmission ring zone. At this point, the width of the variable slit 4 and the objective lens 6
When the light spot diameter is minimized again and the minimum light spot is focused on the position corresponding to the outer peripheral side end of the first transmission ring zone to form a circular exposed region having the minimum line width. so,
The exposure of the area corresponding to the first transparent ring zone is completed. By the above operation, an annular exposed region having a width r2-r1 = 80.17 .mu.m having sharp edges at the center side edge and the outer peripheral side edge was formed.

【0026】さらに、制御装置からの位置情報に基づい
て駆動機構2を制御して集光位置を半径方向に移動さ
せ、第2の透過輪帯の中心側端部(半径r3=387.
12μm)に相当する位置を第2の加工開始位置とし、
第1の場合と同様に、位置情報に応じてスリット4の
幅、対物レンズ6の調整および光源1側の光量調節を行
ないながら、まず端部では小さい径の光スポットで、そ
の後外周側端部近傍まで大きい径の光スポットで、再び
外周側端部では小さい径の光スポットで露光を行なう。
これによってシャープなエッジを持つ幅r4−r3=5
1.87μmの第2の透過輪帯に相当する円環状被露光
領域が形成された。
Further, the drive mechanism 2 is controlled based on the position information from the control device to move the condensing position in the radial direction, and the center side end of the second transmission ring zone (radius r3 = 387.
12 μm) as the second machining start position,
Similarly to the first case, while adjusting the width of the slit 4, the objective lens 6 and the light amount on the light source 1 side according to the position information, first, a light spot having a small diameter is formed at the end portion, and then the outer peripheral side end portion. Exposure is performed with a large-diameter light spot to the vicinity and again with a small-diameter light spot at the outer peripheral side end.
As a result, the width r4-r3 = 5 having a sharp edge
An annular exposed area corresponding to a second transparent ring zone of 1.87 μm was formed.

【0027】これ以降、同様に、第3、第4〜第545
37の透過輪帯に対応する円環状被露光領域を形成す
る。最外周透過輪帯に相当する被露光領域の幅はr54
538−r54537=0.5μmである。このように
最外周付近では露光すべき領域の幅が非常に小さくなる
ので、中心側端部と外周側端部間における集光光束径は
端部上での最小径のままでも構わない。
After this, similarly, the third, fourth to 545th
An annular exposed area corresponding to the transmission ring zone 37 is formed. The width of the exposed area corresponding to the outermost transparent ring is r54.
538−r54537 = 0.5 μm. Since the width of the region to be exposed is extremely small in the vicinity of the outermost circumference, the diameter of the converged light beam between the center-side end and the outer-side end may remain the minimum diameter on the end.

【0028】但し、回転テーブルによる回転が角速度一
定の場合、外周に行くに従って周速度が速くなり、単位
当りの露光量が小さくなっていく。そこで、本実施例に
おいては、全体的にみて単位当りの露光量が均一となる
ように、集光位置の移動に応じて回転テーブルの回転角
速度を調整した。
However, when the rotation by the rotary table is constant in angular velocity, the peripheral velocity becomes higher as the outer periphery becomes closer, and the exposure amount per unit becomes smaller. Therefore, in this embodiment, the rotation angular velocity of the rotary table was adjusted according to the movement of the focusing position so that the exposure amount per unit was uniform as a whole.

【0029】以上の操作によって、ゾーンプレート基板
1上のレジスト層は、全透過輪帯に相当する領域が露光
されたことになる。このように、露光が終了した後、ゾ
ーンプレート基板1を回転ステージから外し、現像液に
よって被露光領域の変質したレジストを溶解除去した。
これによって、同心円状の遮光輪帯相当する領域のレジ
ストが残り、レジスト輪帯間ではクロム層が露出する。
このレジストパターンは各円環状パターン毎にシャープ
なエッジを持つものである。
By the above operation, the resist layer on the zone plate substrate 1 is exposed in the region corresponding to the entire transmission ring zone. Thus, after the exposure was completed, the zone plate substrate 1 was removed from the rotary stage, and the resist in which the exposed region was denatured was dissolved and removed by the developing solution.
As a result, the resist in the region corresponding to the concentric light-shielding ring zone remains, and the chromium layer is exposed between the resist ring zones.
This resist pattern has a sharp edge for each annular pattern.

【0030】このレジストパターンをマスクにクロム層
をエッチング除去した後、残ったレジストを全て除去し
た。これによって得られたクロムの遮光輪帯は、全てシ
ャープなエッジを持つものであり、以上の工程によっ
て、図2に示すような設計値を高精度に再現したゾーン
プレートが得られた。
After the chromium layer was removed by etching using this resist pattern as a mask, all the remaining resist was removed. The chrome light-shielding zonal zones thus obtained all have sharp edges, and by the above steps, a zone plate in which the design values shown in FIG. 2 were reproduced with high precision was obtained.

【0031】なお、以上の実施例では、図1の装置によ
る各透過輪帯の相当する領域における露光は、加工基準
原点側から半径外周方向に向けて連続的に行なったが、
本発明はこれに限らない。例えば、小さい径の光スポッ
トで該領域の中心側端部を露光した後、同スポットのま
ま集光位置を外周側端部へ移動してここを露光し、量端
部露光後に、再び中心側端部近傍へ集光位置を戻し、こ
の時点で光スポット径を大きくして両端部間を露光す
る、という手順で駆動機構による集光光学系の移動を制
御する方法でも良い。結果的に、光量の調整、回転速度
の調整、集光光束径の調整などを考慮して、時間的に最
も高効率となる手順を適宜設定すれば良い。
In the above embodiment, the exposure in the corresponding region of each transmission ring zone by the apparatus of FIG. 1 was continuously performed from the processing reference origin side toward the outer circumference of the radius.
The present invention is not limited to this. For example, after exposing the center side edge of the area with a light spot with a small diameter, the focus position is moved to the outer side edge and the area is exposed with the same spot. A method of controlling the movement of the condensing optical system by the drive mechanism by returning the condensing position to the vicinity of the end and increasing the light spot diameter at this time to expose between both ends may be used. As a result, in consideration of the adjustment of the light quantity, the adjustment of the rotation speed, the adjustment of the diameter of the condensed light beam, etc., the procedure that provides the highest efficiency in terms of time may be set as appropriate.

【0032】回転テーブルの回転速度の調整(露光時間
の調整)や光量の調整は、用いる感光材料や光源に応じ
て適宜設定する。
The adjustment of the rotation speed of the turntable (adjustment of the exposure time) and the adjustment of the amount of light are appropriately set according to the photosensitive material and the light source used.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
各パターン毎の端部が、小さい集光光束により集光位
置、形状共に設計通り加工でき、且つ端部間での加工は
集光光束径を大きくして行なえるため、高精度に設計を
再現したゾーンプレートが効率的に短時間で製造するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
The end of each pattern can be processed as designed with a small converging light beam in both the converging position and the shape, and the processing between the ends can be done by increasing the diameter of the converging light beam, so the design is reproduced with high accuracy. The zone plate can be efficiently manufactured in a short time.

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

【図1】本発明の一実施例によるゾーンプレート製造装
置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a zone plate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した装置によって製造したゾーンプレ
ートの模式図である。
FIG. 2 is a schematic view of a zone plate manufactured by the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ゾーンプレート基板 2:駆動機構 3:レーザ光源 4:可変スリット 5:ミラー 6:対物レンズ 11:石英板 12:クロム(Cr)層 1: Zone plate substrate 2: Driving mechanism 3: Laser light source 4: Variable slit 5: Mirror 6: Objective lens 11: Quartz plate 12: Chromium (Cr) layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転中の被加工物を加工処理することに
より円環状の加工処理領域を形成すると共に、前記被加
工物上の加工位置を移動させて異なる位置で前記加工処
理を行なうことで、被加工物上に同心円状のパターンを
形成するゾーンプレート製造装置において、 前記被加工物が載置される回転テーブルと、 前記被加工物の表面に予め定められた光束を集光させる
集光手段と、 前記集光手段による集光位置を少なくとも前記回転テー
ブルの回転中心軸と直交する方向に移動させる移動手段
と、 前記集光手段による前記被加工物上での集光光束径を可
変に調整する調整手段とを備え、 前記調整手段は、前記いずれか一つの円環状の処理領域
内において、前記回転の半径方向の端部近傍では前記集
光光束径を小さくし、その他の部分では集光光束径がそ
れより大きくなるように、前記集光光束径の調整を行う
ものであることを特徴とするゾーンプレート製造装置。
1. An annular processing area is formed by processing a rotating workpiece, and a processing position on the workpiece is moved to perform the processing at different positions. A zone plate manufacturing apparatus for forming a concentric circular pattern on a workpiece, a rotary table on which the workpiece is placed, and a condenser for condensing a predetermined light beam on the surface of the workpiece Means, moving means for moving the light collecting position by the light collecting means at least in a direction orthogonal to the central axis of rotation of the rotary table, and variable the diameter of the light beam condensed by the light collecting means on the workpiece. Adjusting means for adjusting, wherein the adjusting means reduces the focused light beam diameter in the vicinity of the radial end of the rotation in any one of the annular processing regions, and collects it in other portions. As the light beam diameter is larger, the zone plate manufacturing apparatus characterized in that adjusting of the focusing beam diameter.
【請求項2】 希望するゾーンプレートを構成する同心
円状のパターンの個々の設計条件を入力する入力手段を
更に備え、 前記移動手段は、この入力情報に基づく同心円状のパタ
ーンに対応した位置に前記集光位置を位置させると共
に、この集光位置を前記回転半径方向に移動させて円環
状の加工処理領域を形成するものであり、 前記調整手段は、前記移動手段による前記円環状の加工
処理領域内の位置情報に基づいて前記集光光束径の調整
を行うものであることを特徴とする請求項1に記載のゾ
ーンプレート製造装置。
2. An input means for inputting individual design conditions of a concentric pattern forming a desired zone plate, wherein the moving means is located at a position corresponding to the concentric pattern based on the input information. The focusing position is located, and the focusing position is moved in the radial direction of rotation to form an annular processing region, wherein the adjusting unit is the annular processing region by the moving unit. The zone plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the focused light flux diameter is adjusted based on position information inside the zone plate.
【請求項3】 前記集光手段は、集光光束径の異なる複
数の集光手段を備えており、 前記調整手段は、前記複数の集光手段を選択的に切り替
える切り替え手段を含むものであることを特徴とする請
求項1又は2に記載したゾーンプレート製造装置。
3. The condensing means includes a plurality of condensing means having different condensing light flux diameters, and the adjusting means includes a switching means for selectively switching the plurality of condensing means. The zone plate manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, which is characterized.
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