JPH103002A - Method for manufacturing blaze diffraction optical element, and device therefor - Google Patents

Method for manufacturing blaze diffraction optical element, and device therefor

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JPH103002A
JPH103002A JP8175721A JP17572196A JPH103002A JP H103002 A JPH103002 A JP H103002A JP 8175721 A JP8175721 A JP 8175721A JP 17572196 A JP17572196 A JP 17572196A JP H103002 A JPH103002 A JP H103002A
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JP
Japan
Prior art keywords
resist
substrate
exposure light
optical element
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP8175721A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Nakayama
繁 中山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH103002A publication Critical patent/JPH103002A/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the diffraction efficiency by arranging resist tilted to the optical axis of exposure light and making the stepped surface of a blazed resist pattern vertical to a substrate surface. SOLUTION: When a substrate 3 is mounted on a translation stage 5, the translation stage 5 is tilted to the optical axis of an exposing laser beam EL. Namely, the translation stage 5 is arranged with a tilt angle α to X-axis around Y-axis. And then, the translation stage 5 is translated by controlling a driving part 6 by a main control device 7 so that a converging point of the exposing laser beam EL is positioned at a plotting start position of the resist pattern, namely, the scanning start position of the converging point FP of the exposing laser beam EL. Next, a shutter, which is located in a light path of the exposing laser beam EL, is opened. After that, the main control device 7 controls an intensity modulator 1 and the driving part 6 so that an exposure distribution is formed by which the blazed resist pattern is obtained.

Description

【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】この発明は、ブレーズしたレ
ジストパターン(のこぎり歯状断面のレジストパター
ン)が基板上に形成されたブレーズ回折光学素子に関
し、特にブレーズ回折光学素子を製造する方法及び装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blazed diffractive optical element having a blazed resist pattern (resist pattern having a sawtooth cross section) formed on a substrate, and more particularly to a method and an apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、回折格子の製作においては、基板
上にレジストを塗布し、集光したレーザビームをレジス
トに対して走査して所望のパターンを描画し、現像によ
り回折格子状のレジストパターンを基板上に形成する方
法が用いられてきた。上記方法を応用してブレーズした
レジストパターンを基板上に形成し、ブレーズ回折光学
素子を製造するには、γ値(露光量の変化に対するレジ
ストの削れる深さの変化を表す傾き)の小さいレジスト
を用いてその線形な露光特性を利用し、レジストパター
ンの深さ(高さ)に対応して露光量を制御し、すなわち
レーザビームの強度を制御しながらレーザビームをレジ
スト上で走査し、この走査後、レジストを現像する方法
が行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the production of a diffraction grating, a resist is applied to a substrate, a focused laser beam is scanned on the resist to draw a desired pattern, and a resist pattern of a diffraction grating shape is developed by development. Has been used on a substrate. In order to manufacture a blazed diffractive optical element by forming a blazed resist pattern on a substrate by applying the above method, a resist having a small γ value (inclination indicating a change in the depth to which the resist can be etched with respect to a change in exposure amount) is used. Using the linear exposure characteristic, the exposure amount is controlled in accordance with the depth (height) of the resist pattern, that is, the laser beam is scanned on the resist while controlling the intensity of the laser beam. Later, a method of developing the resist is performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブレーズ回折光学素子の製造方法では、集光したレ
ーザビームの回折広がりのために、ブレーズしたレジス
トパターンの段差面が基板の表面に対して垂直になら
ず、傾いてしまう。その結果、使用する次数の回折効率
が低下してしまうという問題があった。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、その課題は、ブレー
ズしたレジストパターンの段差面を基板の表面に対して
垂直にして回折効率を向上させたブレーズ回折光学素子
の製造方法及び装置を提供することである。
However, in the above-mentioned conventional method for manufacturing a blazed diffractive optical element, the step surface of the blazed resist pattern is perpendicular to the surface of the substrate due to the diffraction spread of the focused laser beam. It does not become, it leans. As a result, there is a problem that the diffraction efficiency of the order used decreases. The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem thereof is to provide a method of manufacturing a blazed diffractive optical element in which a step surface of a blazed resist pattern is perpendicular to a surface of a substrate to improve diffraction efficiency, and It is to provide a device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1記載の発明は、レジストを基板の表面に塗布
し、露光光を集光して前記レジストに照射し、露光光の
強度を制御しながら露光光の集光点とレジストとを相対
的に移動してレジストを露光するブレーズ回折光学素子
の製造方法において、レジストを露光光の光軸に対して
傾けて配置したことを特徴とするブレーズ回折光学素子
の製造方法である。請求項4記載の発明は、露光光を出
射する光源と、基板の表面に塗布されたレジストに露光
光を集光する集光部材と、基板が載置され、少なくとも
一方向に移動可能な並進ステージと、露光光の強度及び
並進ステージの移動を制御する制御手段とを備え、露光
光の強度を制御しながら露光光の集光点とレジストとを
相対的に移動させる、ブレーズ回折光学素子の製造装置
において、並進ステージを露光光の光軸に対して傾けて
配置したことを特徴とするブレーズ回折光学素子の製造
装置である。
According to a first aspect of the present invention, a resist is applied to a surface of a substrate, exposure light is collected and irradiated onto the resist, and the intensity of the exposure light is reduced. A method of manufacturing a blaze diffractive optical element for exposing a resist by relatively moving a focal point of exposure light and a resist while controlling, wherein the resist is arranged to be inclined with respect to an optical axis of the exposure light. This is a method for manufacturing a blaze diffractive optical element. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light source for emitting exposure light, a light-condensing member for condensing exposure light on a resist applied to the surface of the substrate, and a translation on which the substrate is mounted and movable in at least one direction. A blaze diffractive optical element comprising a stage and a control unit for controlling the intensity of the exposure light and the movement of the translation stage, and relatively moving the focus point of the exposure light and the resist while controlling the intensity of the exposure light. A manufacturing apparatus for a blaze diffraction optical element, wherein a translation stage is arranged to be inclined with respect to an optical axis of exposure light.

【0005】これらの構成により、露光光がレジストに
斜めの方向から照射されるので、ブレーズしたレジスト
パターンの段差面を基板の表面に対して垂直にすること
ができる。なお、露光光の光軸に対するレジスト又はス
テージの最適な傾き角度は、それぞれ実験的に決定され
る。
[0005] With these configurations, since the exposure light is applied to the resist from an oblique direction, the step surface of the blazed resist pattern can be made perpendicular to the surface of the substrate. The optimum tilt angle of the resist or the stage with respect to the optical axis of the exposure light is experimentally determined.

【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、レジストとしてネガレジストを用い、基板
として露光光に対して透明な材質のものを用い、かつネ
ガレジストが塗布された基板の表面とは反対側の裏面側
から露光光を前記基板に入射させることを特徴とするブ
レーズ回折光学素子の製造方法である。この構成によ
り、ネガレジストを用いた場合でも、ブレーズしたレジ
ストパターンを基板上に形成することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a negative resist is used as the resist, a material transparent to exposure light is used as the substrate, and the negative resist is applied to the substrate. A method of manufacturing a blaze diffractive optical element, comprising: exposing exposure light to the substrate from the back side opposite to the front side. With this configuration, a blazed resist pattern can be formed on a substrate even when a negative resist is used.

【0007】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、基板の裏面に、基板とほぼ同じ材質のくさ
び形の部材又は屈折率が基板とほぼ同じでかつ露光光に
対して透明なくさび形の部材を密着させ、露光光をくさ
び形の部材に垂直に入射させることを特徴とするブレー
ズ回折光学素子の製造方法である。この構成により、集
光した露光光がくさび形の部材に垂直に入射するので、
露光光の集光特性の劣化を防ぐことができる。また、露
光光はくさび形の部材及び基板を透過してレジストに照
射されるが、基板とレジストの屈折率差は小さいため、
基板とレジストの界面での露光光の偏向は小さい。した
がって、レジストに対する露光光の傾き角度、すなわち
露光光に対する基板の傾き角度が小さくてすむ。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, a wedge-shaped member made of substantially the same material as the substrate or having a refractive index substantially the same as that of the substrate and transparent to exposure light is provided on the back surface of the substrate. A method for manufacturing a blaze diffractive optical element, comprising: bringing a wedge-shaped member into close contact with the wedge-shaped member; and allowing exposure light to be perpendicularly incident on the wedge-shaped member. With this configuration, the condensed exposure light is perpendicularly incident on the wedge-shaped member,
It is possible to prevent deterioration of the light-collecting characteristic of the exposure light. In addition, the exposure light is transmitted through the wedge-shaped member and the substrate and is applied to the resist, but since the difference in the refractive index between the substrate and the resist is small,
The deflection of the exposure light at the interface between the substrate and the resist is small. Therefore, the inclination angle of the exposure light with respect to the resist, that is, the inclination angle of the substrate with respect to the exposure light, can be small.

【0008】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、並進ステージ上に配置された回転可能な回
転ステージを備え、回転ステージ上に基板が載置されか
つ回転ステージの回転が制御手段によって制御されるこ
とを特徴とするブレーズ回折光学素子の製造装置であ
る。この構成により、露光光の集光点が回転ステージの
回転中心と一致するように並進ステージを移動させた
後、並進ステージを移動させながら回転ステージを回転
させることにより、同心円状のブレーズしたレジストパ
ターンを基板上に形成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in accordance with the fourth aspect of the present invention, there is provided a rotatable rotary stage disposed on a translation stage, wherein a substrate is mounted on the rotary stage and rotation of the rotary stage is controlled. A blaze diffractive optical element manufacturing apparatus controlled by means. With this configuration, the concentric blazed resist pattern is formed by moving the translation stage so that the focal point of the exposure light coincides with the rotation center of the rotation stage, and then rotating the rotation stage while moving the translation stage. Can be formed on a substrate.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の第1実施例に係るブ
レーズ回折光学素子の製造装置の概略的な構成を示して
いる。この製造装置は、レーザ光源L、強度変調器1、
集光レンズ2、並進ステージ5、駆動部6、及び主制御
装置7を備えている。並進ステージ5の上面に基板3が
載置されている。この基板3の表面3aには、γ値が小
さくかつ線形性の良いポジレジストが塗布されてレジス
ト層RLが形成されている(図2を参照)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element according to a first embodiment of the present invention. This manufacturing apparatus includes a laser light source L, an intensity modulator 1,
It includes a condenser lens 2, a translation stage 5, a drive unit 6, and a main controller 7. The substrate 3 is placed on the upper surface of the translation stage 5. A positive resist having a small γ value and good linearity is applied to the surface 3a of the substrate 3 to form a resist layer RL (see FIG. 2).

【0010】レーザ光源Lは、HeCdレーザなどのレ
ジスト層RLを感光する波長のレーザビームを出射す
る。このレーザビームから良好な波面をもつ露光用レー
ザビーム(露光光)ELを選択する不図示のスペイシャ
ルフィルターが設けられている。強度変調器1は、例え
ば音響光学効果を利用して露光用レーザビームELの強
度を変調するもので、主制御装置7からの制御信号によ
って制御される。集光レンズ2は、強度変調器1により
強度を変調された露光用レーザビームELの集光点FP
がレジスト層RLの表面に位置するように、露光用レー
ザビームELを集光するようになっている。
The laser light source L emits a laser beam such as a HeCd laser having a wavelength sensitive to the resist layer RL. A spatial filter (not shown) for selecting an exposure laser beam (exposure light) EL having a favorable wavefront from the laser beam is provided. The intensity modulator 1 modulates the intensity of the exposure laser beam EL using, for example, an acousto-optic effect, and is controlled by a control signal from the main controller 7. The condenser lens 2 is a condenser point FP of the exposure laser beam EL whose intensity has been modulated by the intensity modulator 1.
Is focused on the surface of the resist layer RL.

【0011】並進ステージ5は、駆動部6により駆動さ
れ、Y軸まわりにX軸に対して所定の角度αをなすX’
軸及びY軸方向に2次元的に移動するように横成されて
いる。並進ステージ5のX’軸及びY軸方向の各位置は
不図示のレーザ干渉計によって、例えば0.02μm程
度の分解能で検出されるようになっている。また、並進
ステージ5はZ軸方向にも微動できるように構成されて
いる。並進ステージ5のZ軸方向の位置は、不図示のオ
ートフォーカス機構により、露光用レーザビームELの
集光点FPがレジスト層RLの表面に位置するように制
御される。
The translation stage 5 is driven by a drive unit 6 and forms X ′ around the Y axis at a predetermined angle α with respect to the X axis.
It is arranged horizontally so as to move two-dimensionally in the axis and Y-axis directions. Each position of the translation stage 5 in the X′-axis and Y-axis directions is detected by a laser interferometer (not shown) with a resolution of, for example, about 0.02 μm. Further, the translation stage 5 is configured to be finely movable also in the Z-axis direction. The position of the translation stage 5 in the Z-axis direction is controlled by an autofocus mechanism (not shown) so that the focal point FP of the exposure laser beam EL is located on the surface of the resist layer RL.

【0012】次に、第1実施例に係るブレーズ回折光学
素子の製造装置を用いるブレーズ回折光学素子の製造方
法の一例を、図1〜図4に基づいて説明する。この製造
方法により作られるブレーズ回折光学素子10は、第4
図に示すようなのこぎり歯状断面を有するブレーズした
レジストパターンRPが基板3上に形成されたものであ
る。同図において、符号RPaはレジストパターンRP
の段差面を示している。
Next, an example of a method for manufacturing a blaze diffractive optical element using the apparatus for manufacturing a blaze diffractive optical element according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The blaze diffractive optical element 10 manufactured by this manufacturing method is the fourth type.
A blazed resist pattern RP having a saw-toothed cross section as shown in the figure is formed on a substrate 3. In the figure, reference symbol RPa denotes a resist pattern RP
3 shows a stepped surface of FIG.

【0013】(1)まず、γ値の低い、線形性の良いポ
ジレジストを基板3の表面3aに塗布してレジスト層R
Lを形成する。 (2)次に、基板3を並進ステージ5に載置する。この
とき、並進ステージ5を、図1及び図2に示すように、
露光用レーザビームELの光軸に対して傾けておく。す
なわち、並進ステージ5をY軸まわりにX軸に対して角
度αだけ傾けておく。 (3)次に、レジストパターンRPの描面開始位置すな
わち露光用レーザビームELの走査開始位置に露光用レ
ーザビームELの集光点FPがくるように、主制御装置
7により駆動部6を制御して並進ステージ5を移動させ
る。 (4)次に、露光用レーザビームELの光路中に配置さ
れた不図示のシャッターを開く。 (5)この後、図4に示すようなブレーズしたレジスト
パターンRPが得られる露光量分布となるように、主制
御装置7により強度変調器1及び駆動部6を制御する。
すなわち、強度変調器1で露光用レーザビームELの強
度を変調しながら駆動部6で並進ステージ5をX’軸及
びY軸方向に移動させる。これによって、集光レンズ2
により集光された露光用レーザビームELがレジスト層
RLに傾いて照射され、かつ露光用レーザビームELの
露光量が制御されながらこのレーザビームELによりレ
ジスト層RLが走査される。 (6)この走査後、レジスト層RLを現像すると図4に
示すようなブレーズしたレジストパターンRPが基板3
の表面3aに形成され、同図に示すブレーズ回折光学素
子10が完成する。
(1) First, a positive resist having a low γ value and good linearity is applied to the surface 3a of the substrate 3 to form a resist layer R
L is formed. (2) Next, the substrate 3 is placed on the translation stage 5. At this time, the translation stage 5 is moved, as shown in FIGS.
It is inclined with respect to the optical axis of the exposure laser beam EL. That is, the translation stage 5 is inclined around the Y axis by the angle α with respect to the X axis. (3) Next, the main controller 7 controls the drive unit 6 so that the focal point FP of the exposure laser beam EL is located at the drawing surface start position of the resist pattern RP, that is, the scanning start position of the exposure laser beam EL. Then, the translation stage 5 is moved. (4) Next, a shutter (not shown) arranged in the optical path of the exposure laser beam EL is opened. (5) Thereafter, the main controller 7 controls the intensity modulator 1 and the driving unit 6 so that the exposure amount distribution is such that a blazed resist pattern RP as shown in FIG. 4 is obtained.
That is, the translation unit 5 is moved in the X′-axis and Y-axis directions by the drive unit 6 while modulating the intensity of the exposure laser beam EL by the intensity modulator 1. Thereby, the condenser lens 2
The resist layer RL is scanned by the laser beam EL while the exposure laser beam EL condensed by the laser beam EL is inclined and applied to the resist layer RL, and the exposure amount of the exposure laser beam EL is controlled. (6) After this scanning, when the resist layer RL is developed, a blazed resist pattern RP as shown in FIG.
And the blazed diffractive optical element 10 shown in FIG.

【0014】次に、図2及び図3を用いて、主制御装置
7により実行される露光量の制御について説明する。図
2のレジスト層RLに点線で示すようなのこぎり歯状断
面のレジストパターンを形成するためには、X’軸上の
各点すなわちレジスト層RL上の各点に対して概ね矢印
の長さに比例した照度分布を与える必要がある。ここ
で、矢印の方向はレジスト層RLの表面での屈折光の進
行方向を表している。照度分布をX軸に対して書き直す
と図3のような分布となる。この照度分布は、並進ステ
ージ5の傾き角度αによって変化するが、適当な傾き角
度αと露光用レーザビームELの強度変調により、有限
のスポットサイズをもつ集光ビームでその照度分布を実
現できる。なお、傾き角度αと露光用レーザビームEL
の照度分布については、角度αと照度分布を変えながら
試し露光を行い、実験的に最良な角度αと照度分布を決
定する。
Next, the control of the exposure performed by the main controller 7 will be described with reference to FIGS. In order to form a resist pattern having a sawtooth cross section as shown by a dotted line on the resist layer RL of FIG. 2, each point on the X′-axis, that is, each point on the resist layer RL is approximately the length of the arrow. It is necessary to give a proportional illuminance distribution. Here, the direction of the arrow indicates the traveling direction of the refracted light on the surface of the resist layer RL. When the illuminance distribution is rewritten with respect to the X axis, the distribution becomes as shown in FIG. This illuminance distribution changes depending on the inclination angle α of the translation stage 5, but the illuminance distribution can be realized with a condensed beam having a finite spot size by appropriate inclination angle α and intensity modulation of the exposure laser beam EL. The tilt angle α and the exposure laser beam EL
The test exposure is performed while changing the angle α and the illuminance distribution, and the best angle α and the illuminance distribution are experimentally determined.

【0015】上記第1実施例に係るブレーズ回折光学素
子の製造装置及びこの製造装置を用いたブレーズ回折光
学素子の製造方法によれば、露光用レーザビームELが
レジスト層RLに斜めの方向から照射されるので、図4
に示すようなブレーズしたレジストパターンRPの各段
差面RPaを基板3の表面3aに対してほぼ垂直にする
ことができる。したがって、使用する次数の回折効率を
向上させることができる。
According to the apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element according to the first embodiment and the method for manufacturing a blazed diffractive optical element using the apparatus, the exposure laser beam EL is applied to the resist layer RL from an oblique direction. Figure 4
Each step surface RPa of the blazed resist pattern RP as shown in FIG. 7 can be made substantially perpendicular to the surface 3a of the substrate 3. Therefore, the diffraction efficiency of the order used can be improved.

【0016】次に、本発明の第2実施例に係るブレーズ
回折光学素子の製造装置を図5に基づいて説明する。こ
の実施例は、上記第1実施例の並進ステージ5に、X’
軸とY軸を含む面内で回転可能な回転ステージ4を載置
したものである。回転ステージ4は、並進ステージ5と
同様に、主制御装置7により制御される駆動部6によっ
て駆動される。
Next, an apparatus for manufacturing a blaze diffractive optical element according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, X ′ is added to the translation stage 5 of the first embodiment.
The rotary stage 4 that can rotate in a plane including the axis and the Y axis is mounted. The rotary stage 4 is driven by a drive unit 6 controlled by a main controller 7, similarly to the translation stage 5.

【0017】次に、第2実施例に係るブレーズ回折光学
素子の製造装置を用いたブレーズ回折光学素子の製造方
法の一例を、図5及び図6に基づいて説明する。この方
法により作られるブレーズ回折光学素子10’は、図6
に示すような同心円状のブレーズしたレジストパターン
RPが基板3上に形成されたものである。
Next, an example of a method for manufacturing a blaze diffractive optical element using the apparatus for manufacturing a blaze diffractive optical element according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The blaze diffractive optical element 10 'produced by this method is shown in FIG.
A concentric blazed resist pattern RP as shown in FIG.

【0018】(1)まず、γ値の低い、線形性の良いポ
ジレジストを基板3の表面3aに塗布してレジスト層R
Lを形成する。 (2)次に、基板3を回転ステージ4に載置する。この
とき、並進ステージ5を、図5に示すように、露光用レ
ーザビームELの光軸に対して傾けておく。すなわち、
並進ステージ5をY軸まわりにX軸に対して角度αだけ
傾けておく。 (3)次に、回転ステージ4の回転中心に露光用レーザ
ビームELの集光点FPがくるように、主制御装置7に
より駆動部6を制御して並進ステージ5を移動させる。
この回転ステージ4の回転中心が図6に示す回折光学素
子10’のレジストパターンRPの中心となる。 (4)次に、露光用レーザビームELの光路中に配置さ
れた不図示のシャッターを開く。 (5)この後、図6に示すような同心円状のブレーズし
たレジストパターンRPが得られる露光量分布となるよ
うに、主制御装置7により強度変調器1及び駆動部6を
制御する。すなわち、強度変調器1で露光用レーザビー
ムELの強度を変調しながら、駆動部6で並進ステージ
5をX’軸方向に移動させると共に回転ステージ4を回
転させる。このとき、並進ステージ5のX’軸方向の移
動は、露光用レーザビームELの集光点FPがレジスト
パターンRPの中心から外周へ向かうようになされる。
これによって、集光レンズ2により集光された露光用レ
ーザビームELがレジスト層RLに傾いて照射され、露
光用レーザビームELの露光量が制御されながらこのレ
ーザビームELによりレジスト層RLが走査される。 (6)この走査後、レジスト層RLを現像すると図6に
示すような同心円状のブレーズしたレジストパターンが
基板3の表面3aに形成され、ブレーズ回折光学素子1
0’が完成する。
(1) First, a positive resist having a low γ value and good linearity is applied to the surface 3a of the substrate 3 to form a resist layer R
L is formed. (2) Next, the substrate 3 is placed on the rotary stage 4. At this time, the translation stage 5 is inclined with respect to the optical axis of the exposure laser beam EL as shown in FIG. That is,
The translation stage 5 is tilted around the Y axis by an angle α with respect to the X axis. (3) Next, the main controller 7 controls the drive unit 6 to move the translation stage 5 so that the focal point FP of the exposure laser beam EL is located at the rotation center of the rotation stage 4.
The center of rotation of the rotary stage 4 is the center of the resist pattern RP of the diffractive optical element 10 'shown in FIG. (4) Next, a shutter (not shown) arranged in the optical path of the exposure laser beam EL is opened. (5) Thereafter, the main controller 7 controls the intensity modulator 1 and the driving unit 6 so that the exposure amount distribution is such that a concentric blazed resist pattern RP as shown in FIG. 6 is obtained. That is, while the intensity of the exposure laser beam EL is modulated by the intensity modulator 1, the translation unit 5 is moved in the X′-axis direction by the drive unit 6 and the rotary stage 4 is rotated. At this time, the translation stage 5 is moved in the X′-axis direction such that the focal point FP of the exposure laser beam EL is directed from the center of the resist pattern RP to the outer periphery.
As a result, the exposure laser beam EL condensed by the condenser lens 2 is irradiated onto the resist layer RL at an angle, and the resist layer RL is scanned by the laser beam EL while controlling the exposure amount of the exposure laser beam EL. You. (6) After this scanning, when the resist layer RL is developed, a concentric blazed resist pattern as shown in FIG. 6 is formed on the surface 3a of the substrate 3, and the blazed diffraction optical element 1
0 'is completed.

【0019】ここまでの実施例ではポジレジストを用い
た場合について説明してきたが、次に、ネガレジストを
用いる場合について説明する。まず、第3実施例とし
て、ネガレジストを用いてブレーズ回折光学素子を製造
する方法について説明する。この製造方法では、図2及
び図6に示す基板3として露光波長(露光用レーザビー
ムELの波長)に対して透明なものを用い、ネガレジス
トの塗布された基板3の表面3aとは反対側の裏面3b
側から露光用レーザビームELを入射させ、かつ基板3
を上記実施例と同様に露光用レーザビームELに対して
傾ける。この実施例によっても、図1に示すように並進
ステージ5を用いることにより図4に示すようなブレー
ズ回折光学素子を作ることができ、また、図5に示すよ
うに並進ステージ5と回転ステージ4とを用いることに
より図6に示すようなブレーズ回折光学素子を作ること
ができる。
In the above embodiments, the case where a positive resist is used has been described. Next, the case where a negative resist is used will be described. First, as a third embodiment, a method of manufacturing a blazed diffractive optical element using a negative resist will be described. In this manufacturing method, a substrate 3 shown in FIGS. 2 and 6 that is transparent to the exposure wavelength (wavelength of the exposure laser beam EL) is used, and is opposite to the surface 3a of the substrate 3 coated with the negative resist. Back 3b of
The exposure laser beam EL is incident from the side and the substrate 3
Is tilted with respect to the exposure laser beam EL as in the above embodiment. According to this embodiment, the blazed diffractive optical element as shown in FIG. 4 can be produced by using the translation stage 5 as shown in FIG. 1, and the translation stage 5 and the rotary stage 4 as shown in FIG. By using the above, a blaze diffractive optical element as shown in FIG. 6 can be produced.

【0020】次に、第4実施例として、ネガレジストを
用いてブレーズ回折光学素子を製造する他の方法につい
て説明する。この製造方法では、図7のように基板3の
裏面3bに基板3と同じ材質のくさび形の部材8、ある
いは屈折率が基板3とほぼ等しくかつ透明なくさび形の
部材8を接着により密着させ、かつ露光用レーザビーム
ELをくさび形の部材8に垂直に入射させる。この実施
例によっても、図1に示すように並進ステージ5を用い
ることにより図4に示すようなブレーズ回折光学素子を
作ることができる。
Next, as a fourth embodiment, another method of manufacturing a blaze diffractive optical element using a negative resist will be described. In this manufacturing method, as shown in FIG. 7, a wedge-shaped member 8 made of the same material as the substrate 3 or a transparent wedge-shaped member 8 having substantially the same refractive index as the substrate 3 is adhered to the back surface 3b of the substrate 3 by bonding. In addition, the exposure laser beam EL is vertically incident on the wedge-shaped member 8. According to this embodiment, a blazed diffractive optical element as shown in FIG. 4 can be produced by using the translation stage 5 as shown in FIG.

【0021】次に、第5実施例として、ネガレジストを
用いて図6に示すような同心円状のブレーズ回折光学素
子を製造する他の方法について説明する。この製造方法
では、図8のように基板3の裏面3bに基板3と同じ材
質でできた円錐形のくさび形の部材8’、あるいは屈折
率が基板3とほぼ等しくかつ透明な円錐形のくさび形の
部材8’を接着により密着させ、かつ露光用レーザビー
ムELをくさび形の部材8’に垂直に入射させる。この
実施例によっても、図5に示すように並進ステージ5と
回転ステージ4とを用いることにより図6に示すような
ブレーズ回折光学素子を作ることができる。
Next, as a fifth embodiment, another method of manufacturing a concentric blazed diffractive optical element as shown in FIG. 6 using a negative resist will be described. In this manufacturing method, as shown in FIG. 8, a conical wedge-shaped member 8 'made of the same material as the substrate 3 is provided on the back surface 3b of the substrate 3, or a transparent conical wedge having a refractive index substantially equal to that of the substrate 3. The shape member 8 ′ is brought into close contact by bonding, and the exposure laser beam EL is vertically incident on the wedge shape member 8 ′. Also in this embodiment, a blaze diffractive optical element as shown in FIG. 6 can be manufactured by using the translation stage 5 and the rotary stage 4 as shown in FIG.

【0022】また、第4及び第5実施例によれば、露光
用レーザビームELがくさび形の部材8又は8’に垂直
に入射するので、レーザビームELの集光特性の劣化を
防ぐことができる。また、レーザビームELは図7及び
図8の矢印で示すように、くさび形の部材8又は8’、
及び基板3を透過してレジストに斜めに照射されるが、
基板3とネガレジスト層RLの屈折率差は小さいため、
基板3とレジスト層RLの界面でのレーザビームELの
偏向は小さい。したがって、ネガレジスト層RLに対す
る露光用レーザビームELの傾き角度α、すなわちレー
ザビームELに対する基板3の傾き角度αが小さくてす
む。
Further, according to the fourth and fifth embodiments, since the exposure laser beam EL is perpendicularly incident on the wedge-shaped member 8 or 8 ', it is possible to prevent the deterioration of the light-collecting characteristics of the laser beam EL. it can. Further, as shown by arrows in FIGS. 7 and 8, the laser beam EL has a wedge-shaped member 8 or 8 ′,
And the resist is obliquely transmitted through the substrate 3,
Since the difference in the refractive index between the substrate 3 and the negative resist layer RL is small,
The deflection of the laser beam EL at the interface between the substrate 3 and the resist layer RL is small. Therefore, the inclination angle α of the exposure laser beam EL with respect to the negative resist layer RL, that is, the inclination angle α of the substrate 3 with respect to the laser beam EL can be small.

【0023】なお、上記第1実施例において、並進ステ
ージ5を2次元的に移動させずに露光用レーザビームE
Lをスキャナなどで2次元的に移動させることにより、
あるいは並進ステージ5及び露光用レーザビームELの
両方を2次元的に移動させることにより、露光用レーザ
ビームELの集光点FPとレジスト層RLとを相対的に
移動させるように構成してもよい。同様に、上記第2実
施例において、並進ステージ5をX’軸方向に移動させ
ずに露光用レーザビームELをスキャナなどでX’軸方
向に移動させるように構成してもよい。
In the first embodiment, the laser beam E for exposure is used without moving the translation stage 5 two-dimensionally.
By moving L two-dimensionally with a scanner or the like,
Alternatively, by moving both the translation stage 5 and the exposure laser beam EL two-dimensionally, the focal point FP of the exposure laser beam EL and the resist layer RL may be relatively moved. . Similarly, in the second embodiment, the exposure laser beam EL may be moved in the X′-axis direction by a scanner or the like without moving the translation stage 5 in the X′-axis direction.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1記載の発明に係るブレーズ回折
光学素子の製造方法及び請求項4記載の発明に係るブレ
ーズ回折光学素子の製造装置によれば、ブレーズしたレ
ジストパターンの段差面を基板の表面に対して垂直にし
て回折効率を向上させることができる。請求項2記載の
発明に係るブレーズ回折光学素子の製造方法によれば、
ネガレジストを用いた場合でも、ブレーズしたレジスト
パターンを基板上に形成することができる。請求項3記
載の発明に係るブレーズ回折光学素子の製造方法によれ
ば、露光光の劣化を防ぐことができると共に、露光光に
対する基板の傾き角度が小さくてすむ。請求5記載の発
明に係るブレーズ回折光学素子の製造装置によれば、同
心円状のブレーズしたレジストパターンを基板上に形成
することができる。
According to the method for manufacturing a blazed diffractive optical element according to the first aspect of the present invention and the apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element according to the fourth aspect of the present invention, the step surface of the blazed resist pattern is formed on the substrate. The diffraction efficiency can be improved by being perpendicular to the surface. According to the method for manufacturing a blaze diffractive optical element according to the second aspect of the present invention,
Even when a negative resist is used, a blazed resist pattern can be formed on a substrate. According to the method for manufacturing a blaze diffractive optical element according to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent the exposure light from deteriorating and to reduce the inclination angle of the substrate with respect to the exposure light. According to the apparatus for manufacturing a blaze diffractive optical element according to the fifth aspect of the invention, a concentric blazed resist pattern can be formed on a substrate.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るブレーズ回折光学素
子の製造装置の概略的な構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の製造装置を用いたブレーズ回折光
学素子の製造方法を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory view showing a method of manufacturing a blazed diffractive optical element using the manufacturing apparatus of the first embodiment.

【図3】レジストが受ける照度分布を示す図FIG. 3 is a diagram showing an illuminance distribution received by a resist;

【図4】ブレーズしたレジストパターンを模式的に示す
FIG. 4 is a diagram schematically showing a blazed resist pattern;

【図5】本発明の第2実施例に係るブレーズ回折光学素
子の製造装置の概略的な構成を示す図
FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of an apparatus for manufacturing a blazed diffractive optical element according to a second embodiment of the present invention.

【図6】同心円状のブレーズしたレジストパターンを模
式的に示す図
FIG. 6 schematically shows a concentric blazed resist pattern.

【図7】本発明の第4実施例に係るブレーズ回折光学素
子の製造方法を示す図
FIG. 7 is a view showing a method of manufacturing a blaze diffractive optical element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5実施例に係るブレーズ回折光学素
子の製造方法を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a method of manufacturing a blazed diffractive optical element according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…強度変調器(制御手段) 2…集光レンズ(集
光部材) 3…基板 3a…表面 4…回転ステージ 5…並進ステージ 6…駆動部 7…主制御装置(制
御手段) 8,8’…くさび形の部材 10、10’…ブレ
ーズ回折光学素子 L…レーザ光源(光源) EL…露光用レーザ
ビーム(露光光) RL…レジスト層(レジスト) RP…レジストパタ
ーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intensity modulator (control means) 2 ... Condensing lens (condensing member) 3 ... Substrate 3a ... Surface 4 ... Rotating stage 5 ... Translation stage 6 ... Driver 7 ... Main controller (control means) 8,8 ' ... Wedge-shaped members 10, 10 '... Blaze diffractive optical elements L ... Laser light source (light source) EL ... Exposure laser beam (exposure light) RL ... Resist layer (resist) RP ... Resist pattern

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レジストを基板の表面に塗布し、露光光を
集光して前記レジストに照射し、前記露光光の強度を制
御しながら前記露光光の集光点と前記レジストとを相対
的に移動してレジストを露光するブレーズ回折光学素子
の製造方法において、 前記レジストを前記露光光の光軸に対して傾けて配置し
たことを特徴とするブレーズ回折光学素子の製造方法。
1. A resist is applied to the surface of a substrate, exposure light is focused and irradiated onto the resist, and the focus of the exposure light and the resist are relatively controlled while controlling the intensity of the exposure light. A blaze diffractive optical element for exposing a resist by moving the resist, wherein the resist is arranged to be inclined with respect to the optical axis of the exposure light.
【請求項2】前記レジストとしてネガレジストを用い、
前記基板として前記露光光に対して透明な材質のものを
用い、かつ前記ネガレジストが塗布された前記基板の表
面とは反対側の裏面側から前記露光光を前記基板に入射
させることを特徴とする請求項1記載のブレーズ回折光
学素子の製造方法。
2. A negative resist is used as said resist,
The substrate is made of a material transparent to the exposure light, and the exposure light is incident on the substrate from the back side opposite to the front side of the substrate coated with the negative resist. The method for manufacturing a blaze diffractive optical element according to claim 1.
【請求項3】前記基板の裏面に、前記基板とほぼ同じ材
質のくさび形の部材又は屈折率が前記基板とほぼ同じで
かつ前記露光光に対して透明なくさび形の部材を密着さ
せ、前記露光光を前記くさび形の部材に垂直に入射させ
ることを特徴とする請求項2記載のブレーズ回折光学素
子の製造方法。
3. A wedge-shaped member of substantially the same material as the substrate or a wedge-shaped member having a refractive index substantially the same as that of the substrate and transparent to the exposure light, 3. The method for manufacturing a blaze diffractive optical element according to claim 2, wherein the exposure light is made to vertically enter the wedge-shaped member.
【請求項4】露光光を出射する光源と、基板の表面に塗
布されたレジストに前記露光光を集光する集光部材と、
前記基板が載置され、少なくとも一方向に移動可能な並
進ステージと、前記露光光の強度及び前記並進ステージ
の移動を制御する制御手段とを備え、前記露光光の強度
を制御しながら前記露光光の集光点と前記レジストとを
相対的に移動させる、ブレーズ回折光学素子の製造装置
において、 前記並進ステージを前記露光光の光軸に対して傾けて配
置したことを特徴とするブレーズ回折光学素子の製造装
置。
4. A light source for emitting exposure light, a condensing member for condensing the exposure light on a resist applied on the surface of the substrate,
A translation stage on which the substrate is mounted, the translation stage being movable in at least one direction, and control means for controlling the intensity of the exposure light and the movement of the translation stage, and the exposure light is controlled while controlling the intensity of the exposure light. A blaze diffractive optical element manufacturing apparatus for relatively moving the light-converging point and the resist, wherein the translation stage is arranged to be inclined with respect to the optical axis of the exposure light. Manufacturing equipment.
【請求項5】前記並進ステージ上に配置された回転可能
な回転ステージを備え、前記回転ステージ上に前記基板
が載置されかつ前記回転ステージの回転が前記制御手段
によって制御されることを特徴とする請求項4記載のブ
レーズ回折光学素子の製造装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a rotatable rotary stage disposed on said translation stage, wherein said substrate is mounted on said rotary stage, and rotation of said rotary stage is controlled by said control means. An apparatus for manufacturing a blaze diffractive optical element according to claim 4.
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