JPH10339806A - 光学素子の製造方法およびレチクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数回の露光によりたとえば５０ｍｍ程度の大
きな外径のＦＺＰを精度よく作製する。 【解決手段】同心円状回折パターンの所定角度範囲に対
応するパターンを少なくとも内側パターンＳＰＩと外側
パターンＳＰＯに分割してそれぞれ内側および外側レチ
クルＩＲ，ＯＲに形成する。レチクル内側アライメント
マークＩＲＭと基板内側アライメントマークＩＷＭを用
いて内側レチクルＩＲと基板５５をアライメントした
後、内側パターンＳＰＩを基板５５上に露光する。同様
に外側レチクルアライメントマークＯＲＭと基板外側ア
ライメントマークＯＷＭを用いて外側レチクルＯＲと基
板５５をアライメントし、外側パターンＳＰＯを基板５
５上に露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゾーンプレートな
どの光学素子の製造方法およびその製造に用いられるレ
チクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は回折型光学素子の一例である振幅
型のフレネルゾーンプレート（以下ではＦＺＰと記す）
を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。ＦＺＰ１には、光学ガラス等の基板２の表
面に光を遮蔽する金属等から成るパターン３（３１〜３
７）が形成されている。中心部分のパターン３１は光軸
４を中心とする円形パターンであり、パターン３２〜３
７は光軸４を中心とする輪帯状の凸パターンである。

【０００３】パターン３は、レーザ描画露光装置でレー
ザ光を集光する手段を用い直接描画するか、または、原
版に描かれたパターンを投影露光装置を用いて描画して
レジスト像を得た後、エッチングにより形成されるのが
一般的である。しかしながら、輪帯状パターンは数千本
にも及び、レーザ描画露光装置でレジストパターンを形
成する場合には莫大な描画時間を要する。一方、縮小投
影露光装置を用いてレジストパターンを形成する場合に
は、縮小投影露光装置の縮小率が１／５〜１／１０程度
に設定されるので、外径５０ｍｍのＦＺＰの場合、レチ
クルパターンとしては１２５ｍｍ〜２５０ｍｍを越える
外径となり、このような大きな外径の領域を１回の投影
で露光するのは実現が難しい。

【０００４】特開平６−２６５７０８号公報には、図１
０に示すような扇型領域に回折パターンＯＰが形成され
たレチクルＲを用いて露光装置でＦＺＰを作製する方法
が開示されている。図１０のレチクルをレチクルステー
ジに載置し、扇形パターンの中心Ｃを回転ステージの回
転軸芯と一致させ、回転ステージを回転しながらレチク
ルＲを照明して、レチクルＲのパターンを投影レンズで
基板上に集束して基板の表面に回折パターンを結像させ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た投影露光装置の縮小率をＭとした場合、外径Ｄｍｍの
ＦＺＰを作製するには、扇型レチクルパターンＯＰの半
径ＲはＭ＊Ｄ／２ｍｍとなる。たとえば、縮小率１／Ｍ
＝１／５、外径Ｄ＝１０ｍｍの場合、扇形レチクルパタ
ーンＯＰの半径Ｒは２５ｍｍとなる。したがって、２５
×２５ｍｍの照明領域に回折パターンが形成されたレチ
クルを用いれば外径１０ｍｍ程度の光学素子は製造可能
である。しかしながら、このような回転投影法でも１回
の露光で製作できるのは、基板上の露光面積の２倍に相
当する外径のＦＺＰに限られる。

【０００６】上記特開平６−２６５７０８号公報には、
原図のパターニング領域が大きくなり過ぎて１度に露光
できない場合には、周方向や径方向に重ね合わせながら
露光を行なえばよいことが開示されているものの、具体
的な重ね合わせの方法まで開示しているわけではない。

【０００７】本発明の目的は、複数回の露光によりたと
えば５０ｍｍ程度の大きな外径のＦＺＰを精度よく作製
することができる大型の光学素子の製造方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１および２に対応付けて説明する。 （１）図１に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、光軸を中心とした同心円状パターンＰ１〜Ｐｎを有
する光学素子の製造方法に適用される。そして、図２に
おいて、同心円状パターンの所定範囲に対応するレチク
ルパターンを少なくとも内側パターンＳＰＩと外側パタ
ーンＳＰＯに分割してそれぞれ第１および第２のレチク
ルＩＲ，ＯＲに形成し、第１および第２のレチクルＩ
Ｒ，ＯＲにはそれぞれ第１および第２のレチクルアライ
メントマークＩＲＭ，ＯＲＭを形成し、図４において、
同心円状パターンが形成される基板５５には、内側パタ
ーンＳＰＩと外側パターンＳＰＯとを接続するように位
置決めされた第１および第２の基板アライメントマーク
ＩＷＭ，ＯＷＭを形成し、第１のレチクルアライメント
マークＩＲＭと第１の基板アライメントマークＩＷＭを
用いて第１のレチクルＩＲと基板５５をアライメント
し、第１のレチクルＩＲの内側パターンＳＰＩを基板５
５上に露光し、第２のレチクルアライメントマークＯＲ
Ｍと第２の基板アライメントマークＯＷＭを用いて第２
のレチクルＯＲと基板５５をアライメントし、第２のレ
チクルＯＲの外側パターンＳＰＯを基板５５上に露光す
ることにより、上述した目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の製造方法に
おいて、同心円状パターンＰ１〜Ｐｎを同心円状回折パ
ターンとした。 （３）図６に対応付けて説明すると、請求項３の発明
は、回転する感応基板５５上にパターンを投影露光する
ことによって感応基板５５に同心円状パターンを形成す
る露光装置に用いられる光学素子製造用レチクルであっ
て、感応基板５５上に投影露光すべきパターンを複数の
分割パターン１１ａ〜１１ｃに分割し、その複数の分割
パターン１１ａ〜１１ｃを同一レチクル１１に形成した
ことにより上述の目的を達成する。 （４）請求項４の発明は、請求項３に記載の光学素子製
造用レチクルにおいて、同心円状パターンを同心円状回
折パターンとした。 （５）請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記
載のレチクル１１を用いる光学素子の製造方法であっ
て、レチクル１１に形成された複数の分割パターン１１
ａ〜１１ｃを、各分割パターン１１ａ〜１１ｃに対応す
る同心円状パターンの中心が一致するように、回転する
感応基板５５上にそれぞれ順に露光する。 （６）請求項６の発明は、請求項５に記載の製造方法に
おいて、複数の分割パターン１１ａ〜１１ｃを同心円状
パターンの外径が大きなものから順にＰ1，Ｐ2，…，Ｐ
nとしたとき（ただし、ｎ≧２）、Ｐ1，Ｐ2，…Ｐnの順
に分割パターンを感応基板５５上に投影露光するように
した。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図８を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明による製造方法により製造されたＦＺＰ４
０を模式的に示す図である。図１において、円板状石英
ガラス４１には所定間隔で４本の輪帯溝パターンＰ１〜
Ｐ４が形成されている。最外郭輪帯パターンＰ４の外径
は５０ｍｍである。図１では模式的に４本の輪帯パター
ンＰ１〜Ｐ４を図示しているが、実際には次式（１）に
より径方向位置が規定される数百本〜千本程度の輪帯パ
ターンが設けられる。

【数１】 Ｒｎ１＝√｛（２ｎ−１）λｆ＋（２ｎ−１）²λ²／４｝ Ｒｎ２＝√（２ｎλｆ＋ｎ²λ²） …（１） λ＝０．６３３μｍ 焦点距離ｆ＝５０ｍｍ ｎ：ｎ番目の溝

【００１１】図１のＦＺＰ４０は図２（ａ）の内側レチ
クルＩＲによる基板への露光と、図２（ｂ）の外側レチ
クルＯＲによる基板への露光により製作される。内側レ
チクルＩＲには、ガラス基板ＧＳＩ上に設定された扇型
パターン領域に内側パターンＳＰＩが形成されている。
内側パターンＳＰＩは、クロムなどの金属で複数本の輪
帯パターン素片ＰＵＩを形成したものである。外側レチ
クルＯＲには、ガラス基板ＧＳＯ上に設定された扇型パ
ターン領域に外側パターンＳＰＯが形成されている。外
側パターンＳＰＯは、クロムなどの金属で複数本の輪帯
パターン素片ＰＵＯを形成したものである。各素片ＰＵ
Ｉ，ＰＵＯの間隔は図１のＦＺＰ４０の輪帯パターンの
間隔に対応した値とされる。

【００１２】図２（ａ）において、内側レチクルＩＲに
はパターン中心Ｃを通過して半径方向に延在する軸線上
に内側アライメントマークＩＲＭが設けられ、外側レチ
クルＯＲには、パターン中心Ｃを通過して半径方向に延
在する軸線上に外側アライメントマークＯＲＭがそれぞ
れ形成されている。図２（ａ），（ｂ）において、２点
鎖線が照明領域ＳＲである。そして、基板５５を回転さ
せて、まず内側レチクルＩＲの内側パターンＳＰＩを基
板５５へ露光し、次いで、外側レチクルＯＲの外側パタ
ーンＳＰＯを基板５５へ露光して回折パターンを形成す
る。

【００１３】なお、縮小率１／Ｍで縮小露光する場合に
は、レチクル上のパターンはＦＺＰのパターンのＭ倍の
大きさとなるが、以下で詳細に説明するように本実施の
形態では２分割投影法を採用するから、径方向の大きさ
はＦＺＰの外径のＭ／４倍の大きさとなる。

【００１４】図３は本発明による製造方法により回折型
光学素子を製造するための露光装置の一実施の形態を示
す図である。図３において、移動ステージ５１はＹ方向
駆動装置５２でＹ方向に移動し、不図示のＸ方向駆動装
置でＸ方向に移動する。移動ステージ５１のＹ方向位置
は干渉計５３で測定され、Ｘ方向位置は不図示の干渉計
で測定される。干渉計５３はＨｅＮｅレーザを移動ステ
ージ５１や後述する回転テーブル５４に固定された移動
鏡に出射し、その移動鏡からの反射光を受光して移動ス
テージ５１や回転テーブル５４までの距離を検出するも
のである。移動ステージ５１上には回転テーブル５４が
設置され、この回転テーブル５４上に基板５５が載置さ
れている。

【００１５】図４に示すように基板５５は円形の石英ガ
ラスであり、その表面に光により感光するレジストが塗
布され、基板５５は感応基板とも呼ばれる。基板５５に
は、上述した内側レチクルＩＲをアライメントするため
の内側アライメントマークＩＷＭと、外側レチクルＯＲ
をアライメントするための外側アライメントマークＯＷ
Ｍがそれぞれ半径方向同一軸線上に所定間隔で設けられ
ている。この所定間隔は、内側パターンＳＰＩと外側パ
ターンＳＰＯとが２回の露光で精度よくつながるように
規定される。さらに、ＩＷＭとＯＷＭの位置を高精度の
測定機で予め測定しておいてもよい。

【００１６】図３において、回転テーブル５４の上方に
は投影レンズ５６が設置され、投影レンズ５６のさらに
上方に不図示のレチクルステージが設置され、そのレチ
クルステージ上に内側レチクルＩＲが載置されている。
内側レチクルＩＲの上方には照明光学系５７を介して光
源５８が設けられ、光源５８からの照明光が内側レチク
ルＩＲを照射する。なお、この露光装置の縮小率は１／
５、投影レンズ５６の露光領域は１５×１５ｍｍであ
る。また、光源５８には、例えば超高圧水銀灯が用いら
れ、そのスペクトルからｇ線（波長４８６ｎｍ）が取り
出され露光に使用される。

【００１７】また図３の投影露光装置はＴＴＲ（スルー
ザレチクル）アライメント系６０を備えており、レチク
ル内側アライメントマークＩＲＭと基板内側アライメン
トマークＩＷＭの相対位置関係はＴＴＲアライメント系
６０で測定される。ＴＴＲアライメント系６０は、レー
ザ光源６１からのレーザ光をミラー６２、６３を経てレ
チクルアライメントマークＩＲＭ上に照射し、レチクル
アライメントマークＩＲＭを透過したアライメントマー
ク像を投影レンズ５６により基板５５上のアライメント
マーク上で結像させ、その反射光をミラー６２、６３を
経て検出器６４で受光し、検出器６４により２つのアラ
イメントマークの相対位置ずれを検出するものである。

【００１８】以上説明した内側レチクルＩＲと外側レチ
クルＯＲを用いて図１に示したＦＺＰを作製する手順に
ついて説明する。内側レチクルＩＲをレチクルステージ
上に載置し、基板５５を回転テーブル５４上に載置す
る。上述したとおり図３に示した露光装置の露光領域は
１５ｍｍであり、回転テーブル５４の回転軸を投影レン
ズ５６の光軸から図３で左方に７．５ｍｍずらし、これ
により、内側レチクルＩＲの扇型内側パターンＳＰＩの
中心Ｃが回転テーブル５４の回転軸と一致するようにす
る。ずらし量は干渉計５３の検出値を用いて計測する。

【００１９】次に、ＴＴＲアライメント系６０からレー
ザ光を内側レチクルＩＲのアライメントマークＩＲＭを
介して基板５５の基板内側アライメントマークＩＷＭ上
に照射して、レチクルアライメントＩＲＭと基板内側ア
ライメントマークＩＷＭの重ね合わせ像を検出器６４で
受光して、両アライメントマークの位置ずれ量を計測す
る。この位置ずれ量を基板５５上の位置ずれ量に換算
し、移動ステージ５１を移動して２つのアライメントマ
ークＩＲＭとＩＷＭが一致するようにする。

【００２０】回転テーブル５４を回転することにより基
板５５を回転しながら、光源５８からの照明光で照明光
学系５７を介して内側レチクルＩＲを照明する。これに
より、レチクルＩＲの内側パターンＳＰＩを投影レンズ
５６で基板５５上に集束して基板５５の表面に結像させ
る。基板５５は回転しているから、内側パターンＳＰＩ
の回転軌跡が基板５５上に露光される。たとえば、図２
のθが１゜の角度のとき、露光パワー密度５００ｍＷ／
ｃｍ²で４分間程度で露光を完了することができる。

【００２１】内側レチクルＩＲによるパターン露光が終
了すると、内側レチクルＩＲを取外して外側レチクルＯ
Ｒをレチクルステージ上に載置する。図３に示した露光
装置の露光領域は１５ｍｍであり、回転テーブル５４の
回転軸を投影レンズ５６の光軸から１５ｍｍずらし、こ
れにより、外側レチクルＯＲの扇型外側パターンＳＰＯ
の左端ＬＰ（図２（ｂ））が内側レチクルＩＲの内側パ
ターンＳＰＩの右端ＲＰ（図２（ａ））にほぼ一致す
る。ずらし量は干渉計５３の検出値を用いて計測する。
ＴＴＲアライメント系６０からレーザ光を外側レチクル
ＯＲのアライメントマークＯＲＭを介して基板５５の基
板外側アライメントＯＷＭ上に照射して、レチクルアラ
イメントＯＲＭと基板外側アライメントマークＯＷＭの
重ね合わせ像を検出器６４で受光して、両アライメント
マークの位置ずれ量を計測する。この位置ずれ量を基板
５５上の位置ずれ量に換算し、移動ステージ５１を移動
して２つのアライメントマークＯＲＭとＯＷＭが一致す
るようにする。このとき、予め測定しておいたＩＷＭと
ＯＷＭの位置が設計値からずれているときは、ずれ量を
ＴＴＲで合わせた位置から補正量として与えると、さら
に位置ずれ量は少なくなり、ＦＺＰの精度は向上する。

【００２２】アライメント終了後、回転テーブル５４を
回転することにより基板５５を回転しながら、光源５８
からの照明光で照明光学系５７を介して外側レチクルＯ
Ｒを照明する。これにより、外側レチクルＯＲの外側パ
ターンＳＰＯを投影レンズ５６で基板５５上に集束して
基板５５の表面に結像させる。基板５５は回転している
から、外側パターンＳＰＯの回転軌跡が基板５５上に露
光される。この場合も同様に、たとえば、図２のθが１
゜の角度のとき、露光パワー密度５００ｍＷ／ｃｍ²で
４分間程度で露光を完了することができる。

【００２３】図５に示すように、基板５５の中央部には
内側レチクルＩＲで露光された領域５５Ｉが、基板５５
の周辺部には外側レチクルＯＲで露光された領域５５Ｏ
が形成されている。２点鎖線ＳＰＩが内側パターン、２
点鎖線ＳＰＯが外側パターンであり、ＩＷＭとＯＷＭが
それぞれ基板アライメントマークである。

【００２４】露光終了後、ウエット現像し、窒素パター
ン雰囲気中で１５０℃で３分間べーキングする。その後
さらに、３００ｍＷのパワーで反応性イオンエッチング
を行ない、溝パターンを形成してＦＺＰを作製すること
ができる。

【００２５】このような方法によれば、ＦＺＰの回折パ
ターンの所定角度範囲に対応するパターンを少なくとも
内側パターンＳＰＩと外側パターンＳＰＯに分割してそ
れぞれ内側および外側レチクルＩＲ，ＯＲに形成した上
で、内側レチクルＩＲを基板５５に対してアライメント
して基板５５を回転しながら内側パターンＳＰＩを縮小
露光し、次いで外側レチクルＯＲを基板５５に対してア
ライメントして基板５５を回転しながら外側パターンＳ
ＰＯを縮小露光して、図１に示すようなＦＺＰを作製し
た。したがって、２回の露光により内側パターンと外側
パターンを各々のアライメントマークでアライメントし
てつなぎ合わせるようにしたので、露光装置の露光領域
の２倍の大きさのＦＺＰを精度よく作製することができ
る。

【００２６】図２（ａ）に示した内側レチクルＩＲの内
側アライメントマークＩＲＭは外側レチクルＯＲの外側
パターンＳＰＯの領域内に重なってしまうが、ＦＺＰの
全有効面積に対するアライメントマークの占める割合が
１０^-5程度のため、光学性能に与える影響は無視でき
る。なお、内側アライメントマークＩＲＭを外側レチク
ルＯＲの外側パターンＳＰＯの素片ＰＵＯのいずれかと
重ね合わせてパターン中に埋没するようにしてもよい。

【００２７】−第２の実施の形態− 上述した第１の実施の形態では、扇型のレチクルパター
ンを内側パターンＳＰＩおよび外側パターンＳＰＯの複
数に分割してそれぞれ異なる基板上に形成したが、本実
施の形態では、レチクルパターンを複数に分割して得ら
れる分割パターンを同一基板上に形成するようにした。
以下では、一例として図１に示すＦＺＰの一番外側の輪
帯の直径が１２０ｍｍの場合について説明する。

【００２８】図６はレチクル１１の平面図である。本実
施の形態のレチクルパターンは、輪帯状パターンを扇形
に分割し、その円弧部分を直線で近似して得られる二等
辺三角形のパターンである。この二等辺三角形のレチク
ルパターンは内側から順に３つの分割パターン１１ａ，
１１ｂ，１１ｃに分割され、それらは同一のレチクル１
１上に形成される。レチクル１１は石英基板から成り、
サイズは１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍで厚さは２．
３ｍｍである。分割パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
は、一括露光領域であるレチクル１１の中央部分１００
ｍｍ×１００ｍｍの範囲内に形成されている。レチクル
１１の露光領域の周辺部分の４箇所には、レチクル位置
合わせ用のアライメントマーク１２が設けられている。

【００２９】分割パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃは光
不透過部Ｌ1と光透過部Ｌ2とを交互に配列して形成した
ものであり、光不透過部Ｌ1は石英基板上にＣｒを形成
して成る。分割パターン１１ａの形状は二等辺三角形、
分割パターン１１ｂ，１１ｃの形状は台形を成してお
り、各分割パターンの寸法Ａ，Ｂ，Ｃは表１の通りであ
る。

【表１】

【００３０】図７はレチクル１１上における分割パター
ン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士の位置関係を示す図であ
る。Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ分割パターン１１ａ，
１１ｂ，１１ｃの仮想中心を示しており、ＰａとＰｂと
のｘおよびｙ方向距離はそれぞれＸｂ，ＹｂであってＰ
ａとＰｃとのｘおよびｙ方向距離はそれぞれＸｃ，Ｙｃ
である。

【００３１】図８は図６に示したレチクル１１を用いて
露光が行われる露光装置の概略構成を示す図であり、図
３と同一部分には同一の符号を付した。なお、７０は照
明系であって、図３の照明光学系５７および光源５８を
含む。レチクル１１はレチクルホルダ（不図示）により
レチクルステージ７２上に保持される。投影レンズ５６
の倍率は１／５である。５２ｘは移動ステージ５１をｘ
方向に駆動するｘ方向駆動装置、５２ｙはｙ方向に駆動
するｙ方向駆動装置であり、移動ステージ５１のｘおよ
びｙ方向位置はそれぞれ干渉計５３ｘ，５４ｙによって
計測される。７１は分割パターン１１ａ〜１１ｃ部分に
繰り出し可能なマスク７１ａ，７１ｂ，７１ｃを具備す
るマスク切換器であり、マスク７１ａ，７１ｂ，７１ｃ
のそれぞれをレチクル１１上の分割パターン１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ部分に繰り出すことによって照明系７０か
らの光を遮蔽することができる。その結果、照明光が分
割パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ部分に照射されない
ようにすることができる。たとえば、分割パターン１１
ａを露光する際には、分割パターン１１ｂ，１１ｃ部分
はそれぞれマスク７１ｂ，７１ｃで覆われる。

【００３２】次いで、図７，８を参照しながら露光手順
について説明する。先ず、照明系７０の光源の前に設け
られたシャッタ（不図示）を開き、レチクル１１のアラ
イメントマーク１２の投影像を振動スリット型検出器
（不図示）で検出してレチクル１１のアライメントを行
う。レチクルアライメントが終了したならば、シャッタ
を閉じてポジ型レジストを塗布した石英基板５５を真空
チャックにより回転テーブル５４上に保持する。ここで
は、分割パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃの順に露光を
行う場合について説明する。そこで、分割パターン１１
ｂ，１１ｃ部分をそれぞれマスク７１ｂ，７１ｃで覆
う。その後、分割パターン１１ａの仮想中心Ｐａの投影
位置と回転テーブル５４の回転中心とが一致するように
移動ステージ５１を移動する。そして、光源のシャッタ
を開いて回転テーブル５４を回転させつつ露光パワー密
度５００ｍＷ／ｃｍ²で４分間だけ露光を行う。

【００３３】次に、分割パターン１１ｂを露光するため
に、シャッタを閉じて分割パターン１１ａ，１１ｃ部分
にマスク７１ａ，７１ｃを繰り出して遮蔽する。次い
で、移動ステージ５１をｘ方向に１９．９９９９７ｍｍ
（＝Ｘｂ／５），ｙ方向に５ｍｍ（＝Ｙｂ／５）だけ移
動して、分割パターン１１ｂの仮想中心Ｐｂの投影位置
と回転テーブル５４の回転中心とを一致させる。そし
て、光源のシャッタを開いて分割パターン１１ａと同様
の露光を行う。最後に、分割パターン１１ｃの露光を行
うが、マスク７１ａ，７１ｂを分割パターン１１ａ，１
１ｂ部分に繰り出す点と、移動ステージ５１をｘ方向に
Ｘｃ／５，ｙ方向にＹｃ／５だけ移動して分割パターン
１１ｃの仮想中心Ｐｃの投影位置と回転テーブル５４の
回転中心とを一致させる点以外は、分割パターン１１ｂ
と同様の露光が行われる。

【００３４】上述したような手順で分割パターン１１ａ
〜１１ｃの露光を行って露光工程が終了したならば、次
いで基板５５の現像工程およびエッチング工程を行うこ
とにより、パターン外径１２０ｍｍのゾーンプレートが
得られる。なお、上述した説明では、各仮想中心Ｐａ，
Ｐｂ，Ｐｃと回転テーブル５４の回転中心を一致させる
際に、回動ステージ５１をｘおよびｙ方向に移動させる
ようにしたが、レチクルステージおよびマスク切換器７
１を移動させて一致させるようにしても良い。

【００３５】上述した説明では分割パターン１１ａ，１
１ｂ，１１ｃの順に、すなわちゾーンプレートの内側
（小径）の輪帯パターンから外側（大経）の輪帯パター
ンへと露光を行ったが、以下のような順で露光を行って
もよい。ゾーンプレートの輪帯パターンは、式（１）か
らも分かるようにｎの大きな外側の輪帯パターンほど輪
帯の幅寸法が小さくなる。そのため、外側のパターンほ
どより高精度な露光が必要とされる。ところで、複数の
分割パターンを順に露光する場合、基板５５上で投影パ
ターンが正確に繋がるように分割パターンの露光毎にア
ライメントが行われ、その際、露光毎にアライメント誤
差の積み重ねが生じる。そこで、外側のパターンである
分割パターン１１ｃ，１１ｂ，１１ａの順に露光するこ
とにより、外側の分割パターンのアライメント誤差を小
さくすることができ、より精度の高いゾーンプレートパ
ターンを形成することができる。

【００３６】本実施の形態では、レチクルパターンを複
数に分割して得られた分割パターンを同一レチクル１１
上に形成しているため、第１の実施の形態のようなレチ
クルの交換を必要とせず、大径のゾーンプレートを製造
する際の製造時間を短縮することができる。なお、上述
した実施の形態ではレチクルパターンを３分割したもの
について説明したが、４以上に分割しても良い。さら
に、同一レチクル１１上に各分割パターンを形成してい
るため、第１の実施の形態のように複数枚のレチクルに
それぞれ分割パターンを形成する場合に比べ、アライメ
ント誤差を低減することができ、より精度の高いゾーン
プレートを得ることができる。

【００３７】本発明方法は、上述したような明暗パター
ンのＦＺＰのみならず、位相型のＦＺＰ、バイナリオプ
ティクス、ブレーズ型の回折型光学素子、あるいは球面
波発生用ＦＺＰ、非球面波発生用ＦＺＰに適用すること
もできる。また、以上では縮小露光する場合について説
明したが、等倍露光でも本発明を適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、 （１）請求項１および請求項２の発明によれば、光学素
子に形成する同心円状パターンを内側パターンと外側パ
ターンに少なくとも２分割し、内側レチクルを基板上に
設けた基板アライメントマークでアライメントした上で
基板を回転しながら基板上に内側パターンを露光し、次
いで外側レチクルを基板上に設けた基板アライメントマ
ークでアライメントした上で基板を回転しながら基板上
に外側パターンを露光することにより１つの同心円状パ
ターンを形成するようにしたので、大径の光学素子でも
比較的狭い露光領域の露光装置により作製することがで
きる。また、基板には予め内側アライメントマークと外
側アライメントマークを形成しておき、内側レチクルと
外側レチクルにはそれぞれアライメントマークを形成し
ておき、内側レチクルによるパターン露光時と外側レチ
クルによるパターン露光時にそれぞれのアライメントマ
ークでアライメントを行なうようにしたので、内側パタ
ーンと外側パターンとを精度よく連接して形成すること
ができる。 （２）請求項３〜請求項６の発明によれば、複数の分割
パターンが同一レチクルに形成されるので、請求項１の
発明と同様の効果が得られるとともに、露光工程のスル
ープットをより向上させることができる。 （３）とくに請求項６の発明では、感応基板に投影露光
される同心円状パターンの外径が大きな分割パターンか
ら順に、すなわち、より微細なパターンから順に露光す
るようにしたため、より微細なパターンを有する分割パ
ターンをほど分割パターンのアライメント誤差によるパ
ターン位置ずれを小さくすることができるため、より高
精度な光学素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態を説明する図で
あり、ＦＺＰの平面図。

【図２】内側レチクルと外側レチクルの平面図。

【図３】第１の実施の形態の製造方法を用いてＦＺＰを
製造するための露光装置の斜視図。

【図４】基板の平面図。

【図５】内側レチクルと外側レチクルの露光範囲とアラ
イメントマーク位置を示す図。

【図６】本発明による第２の実施の形態を説明する図で
あり、レチクルの平面図。

【図７】分割パターン１１ａ〜１１ｃ同士の位置関係を
示す図。

【図８】レチクル１１を用いて露光が行われる露光装置
の斜視図。

【図９】（ａ）はフレネルゾーンプレートの平面図、
（ｂ）はその断面図。

【図１０】基板を回転して回折パターンを作製するため
にパターンの一部が形成されたレチクルの斜視図

【符号の説明】

１１ レチクル １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 分割パターン ４０ フレネルゾーンプレート（ＦＺＰ） ４１ ガラス基板 ５１ 移動ステージ ５４ 回転テーブル ５５ 基板 ５６ 投影レンズ ５８ 照明光源 Ｐ１〜Ｐ４ 溝パターン ＩＲ 内側レチクル ＯＲ 外側レチクル ＩＲＭ レチクル内側アライメントマーク ＯＲＭ レチクル外側アライメントマーク ＩＷＭ 基板内側アライメントマーク ＯＷＭ 基板外側アライメントマーク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸を中心とした同心円状パターンを有
   する光学素子の製造方法であって、 前記同心円状パターンの所定角度範囲に対応するパター
   ンを少なくとも内側パターンと外側パターンに分割して
   それぞれ第１および第２のレチクルに形成し、 前記第１および第２のレチクルにはそれぞれ第１および
   第２のレチクルアライメントマークを形成し、 前記同心円状パターンが形成される基板には、前記内側
   パターンと外側パターンとを接続するように位置決めさ
   れた第１および第２の基板アライメントマークを形成
   し、 前記第１のレチクルアライメントマークと前記第１の基
   板アライメントマークを用いて前記第１のレチクルと前
   記基板をアライメントし、 前記第１のレチクルの前記内側パターンを前記基板上に
   露光し、 前記第２のレチクルアライメントマークと前記第２の基
   板アライメントマークを用いて前記第２のレチクルと前
   記基板をアライメントし、 前記第２のレチクルの前記外側パターンを前記基板上に
   露光することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法において、 前記同心円状パターンを同心円状回折パターンとしたこ
   とを特徴とする光学素子の製造方法。
3. 【請求項３】 回転する感応基板上にパターンを投影露
   光することによって前記感応基板に同心円状パターンを
   形成する露光装置に用いられる光学素子製造用レチクル
   であって、 前記感応基板上に投影露光すべきパターンを複数の分割
   パターンに分割し、その複数の分割パターンを同一レチ
   クルに形成したことを特徴とする光学素子製造用レチク
   ル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の光学素子製造用レチク
   ルにおいて、 前記同心円状パターンを同心円状回折パターンとしたこ
   とを特徴とする光学素子製造用レチクル。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のレチク
   ルを用いる光学素子の製造方法であって、 前記レチクルに形成された複数の分割パターンを、各分
   割パターンに対応する同心円状パターンの中心が一致す
   るように、回転する感応基板上にそれぞれ順に露光する
   ことを特徴とする光学素子の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の製造方法において、 前記複数の分割パターンを同心円状パターンの外径が大
   きなものから順にＰ1，Ｐ2，…，Ｐnとしたとき（ただ
   し、ｎ≧２）、Ｐ1，Ｐ2，…Ｐnの順に分割パターンを
   感応基板上に投影露光するようにしたことを特徴とする
   光学素子の製造方法。