JPH11160510A - 多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法 - Google Patents
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法Info
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- JPH11160510A JPH11160510A JP27648198A JP27648198A JPH11160510A JP H11160510 A JPH11160510 A JP H11160510A JP 27648198 A JP27648198 A JP 27648198A JP 27648198 A JP27648198 A JP 27648198A JP H11160510 A JPH11160510 A JP H11160510A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アライメントエラーやパターン寸法エラーに
よる溝や突起のない高精度な階段状構造を形成する。 【解決手段】 工程(1) において、石英基板２１上に第
１のマスクとしてクロム膜２２をスパッタリング法によ
り１００ｎｍの厚さに形成し、基準となる周期の回折パ
ターンを有するレジストパターン２３を形成した後に、
硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液
から成るエッチング液を用いてクロム膜２２を除去す
る。工程(2) において、ＣＦ4 と水素の混合ガスを用い
て反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により、石英基
板２１を所定の深さエッチングして凹部２４を形成す
る。の工程(3) において、電子ビーム蒸着法を用いて、
残存するクロム膜２２の表面に揃う程度の厚さに、第２
のマスクとしてアルミニウム膜２５を形成し、凹部２４
を埋める。次に、工程(4) において、リフトオフ法によ
りレジストパターン２３とその上のアルミニウム膜２５
を同時に除去する。ここまでの工程の周期の回折パター
ンを基準として全ての段のパターン位置及び寸法が規定
される。
よる溝や突起のない高精度な階段状構造を形成する。 【解決手段】 工程(1) において、石英基板２１上に第
１のマスクとしてクロム膜２２をスパッタリング法によ
り１００ｎｍの厚さに形成し、基準となる周期の回折パ
ターンを有するレジストパターン２３を形成した後に、
硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液
から成るエッチング液を用いてクロム膜２２を除去す
る。工程(2) において、ＣＦ4 と水素の混合ガスを用い
て反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により、石英基
板２１を所定の深さエッチングして凹部２４を形成す
る。の工程(3) において、電子ビーム蒸着法を用いて、
残存するクロム膜２２の表面に揃う程度の厚さに、第２
のマスクとしてアルミニウム膜２５を形成し、凹部２４
を埋める。次に、工程(4) において、リフトオフ法によ
りレジストパターン２３とその上のアルミニウム膜２５
を同時に除去する。ここまでの工程の周期の回折パター
ンを基準として全ての段のパターン位置及び寸法が規定
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィ工程
により階段状断面を形成する多段階段状素子の作製方法
又は該素子作製用モールド型の作製方法に関するもので
ある。
により階段状断面を形成する多段階段状素子の作製方法
又は該素子作製用モールド型の作製方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、バイナリオプティクスである回折
光学素子の作製方法としては、電子ビームのドーズ量を
制御してレジストを階段形状に形成し、そのまま回折パ
ターンとして用いる技術が、電子通信学会誌(c) Ｊ６６
−ＣＰ８５−９１昭和５８年１月号、特開昭６２−２６
５６０１号公報、特開昭６２−４２１０２号公報等に開
示されている。
光学素子の作製方法としては、電子ビームのドーズ量を
制御してレジストを階段形状に形成し、そのまま回折パ
ターンとして用いる技術が、電子通信学会誌(c) Ｊ６６
−ＣＰ８５−９１昭和５８年１月号、特開昭６２−２６
５６０１号公報、特開昭６２−４２１０２号公報等に開
示されている。
【０００３】また、特開昭６１−１３７１０１号公報に
は、互いにエッチング耐性を有する２種類以上の膜を所
望の厚さに積層し、上層から順次にエッチングして階段
構造を形成し、回折光学素子の金型とする技術が開示さ
れており、特開昭６１−４４６２８号公報、特開平６−
１６０６１０号公報には、レジストを１段ずつアライメ
ントして形成し、これをエッチングマスクとして階段構
造を形成して回折光学素子の金型とする技術が開示され
ている。
は、互いにエッチング耐性を有する２種類以上の膜を所
望の厚さに積層し、上層から順次にエッチングして階段
構造を形成し、回折光学素子の金型とする技術が開示さ
れており、特開昭６１−４４６２８号公報、特開平６−
１６０６１０号公報には、レジストを１段ずつアライメ
ントして形成し、これをエッチングマスクとして階段構
造を形成して回折光学素子の金型とする技術が開示され
ている。
【０００４】更に特開平８−１５５１０号公報には、基
板上にエッチングストッパ層と透明層を１段ずつ積層
し、アライメント、露光、エッチングを行って直接階段
構造を形成して回折光学素子とする技術が開示されてい
る。
板上にエッチングストッパ層と透明層を１段ずつ積層
し、アライメント、露光、エッチングを行って直接階段
構造を形成して回折光学素子とする技術が開示されてい
る。
【０００５】また、特開平６−２６３３９号公報、米国
特許公報第２５５４６００号には、レジストをエッチン
グマスクとして直接基板上に階段構造を形成して回折光
学素子とし、レジストパターニング毎にアライメントを
行う技術が開示されており、特開平７−７２３１９号公
報には、レジストをエッチングマスクとしてアライメン
トを行って階段構造を形成する技術が開示されている。
特許公報第２５５４６００号には、レジストをエッチン
グマスクとして直接基板上に階段構造を形成して回折光
学素子とし、レジストパターニング毎にアライメントを
行う技術が開示されており、特開平７−７２３１９号公
報には、レジストをエッチングマスクとしてアライメン
トを行って階段構造を形成する技術が開示されている。
【０００６】図３２は８段構造の回折光学素子の製造工
程の断面図を示し、図３２の工程(1) において、清浄な
基板１上にレジストを滴下し、スピンコートによりレジ
ストを１μｍ程度の薄膜とし、ベーク処理を行ってレジ
スト膜２を形成する。図３２の工程(2) において、最も
微細な回折パターンが露出可能な露出装置に基板１を装
着し、所望の回折パターンに応じたレクチル３をマスク
としてレジスト膜２に対して感度を有する露光光Ｌを照
射し露光を行う。ポジタイプのレジストを用いた場合
は、露光光Ｌにより露光した領域は現像液に対して可溶
となるので、図３２の工程(3) に示すように所望寸法の
レジストパターン４が形成される。図３２の工程(4) に
おいて、基板１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装
着し、パターン化したレジストパターン４をエッチング
マスクとして、基板１に所定時間所定深さのエッチング
を行う。そして、レジストパターン４を除去すると、図
３２の工程(5) に示すように２段の段差を有するパター
ン５が形成された基板１を得る。
程の断面図を示し、図３２の工程(1) において、清浄な
基板１上にレジストを滴下し、スピンコートによりレジ
ストを１μｍ程度の薄膜とし、ベーク処理を行ってレジ
スト膜２を形成する。図３２の工程(2) において、最も
微細な回折パターンが露出可能な露出装置に基板１を装
着し、所望の回折パターンに応じたレクチル３をマスク
としてレジスト膜２に対して感度を有する露光光Ｌを照
射し露光を行う。ポジタイプのレジストを用いた場合
は、露光光Ｌにより露光した領域は現像液に対して可溶
となるので、図３２の工程(3) に示すように所望寸法の
レジストパターン４が形成される。図３２の工程(4) に
おいて、基板１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装
着し、パターン化したレジストパターン４をエッチング
マスクとして、基板１に所定時間所定深さのエッチング
を行う。そして、レジストパターン４を除去すると、図
３２の工程(5) に示すように２段の段差を有するパター
ン５が形成された基板１を得る。
【０００７】再び、工程(1) と同様に基板１にレジスト
膜６を形成して露光装置に装着し、図３２の工程(6) に
おいて回折パターン３の２倍周期のパターンを有するレ
クチル７をマスクとして、工程(5) までに形成したパタ
ーン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、図３２の工程(7) においてレジスト
膜６を露光現像してレジストパターン８を形成する。次
に、工程(4) と同様にドライエッチングを行ってレジス
トパターン８を除去すると、図３２の工程(8)に示すよ
うに４段の段差を有するパターン９が形成される。
膜６を形成して露光装置に装着し、図３２の工程(6) に
おいて回折パターン３の２倍周期のパターンを有するレ
クチル７をマスクとして、工程(5) までに形成したパタ
ーン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、図３２の工程(7) においてレジスト
膜６を露光現像してレジストパターン８を形成する。次
に、工程(4) と同様にドライエッチングを行ってレジス
トパターン８を除去すると、図３２の工程(8)に示すよ
うに４段の段差を有するパターン９が形成される。
【０００８】更に、工程(1) と同様に再び基板１にレジ
スト膜１０を形成した後に、図３２の工程(9) において
回折パターン３の４倍同期のパターンを有するレクチル
１１をマスクとして、図３２の工程(10)において工程
(7) と同様にしてレジストパターン１２を形成し、ドラ
イエッチングを行った後にレジストパターン１２を除去
すると、図３２の工程(11)に示すように８段の段差のパ
ターン１３を有する回折光学素子が形成される。そし
て、前後に回折光学素子が形成された基板１の両面に対
して、スパッタリング法や蒸着法により反射防止膜を形
成する。
スト膜１０を形成した後に、図３２の工程(9) において
回折パターン３の４倍同期のパターンを有するレクチル
１１をマスクとして、図３２の工程(10)において工程
(7) と同様にしてレジストパターン１２を形成し、ドラ
イエッチングを行った後にレジストパターン１２を除去
すると、図３２の工程(11)に示すように８段の段差のパ
ターン１３を有する回折光学素子が形成される。そし
て、前後に回折光学素子が形成された基板１の両面に対
して、スパッタリング法や蒸着法により反射防止膜を形
成する。
【０００９】このように、階段状の断面形状を有する回
折光学素子又は金型は、半導体製造技術で用いられてい
る露光、エッチング技術に基づくリソグラフィ工程及び
成膜技術によって、製造されている。この回折光学素子
は基板上に形成した階段状の凹凸により光学的性能が発
揮されるので、その回折効率は形成した凹凸の形状即ち
段の深さや幅や断面形状等により左右される。
折光学素子又は金型は、半導体製造技術で用いられてい
る露光、エッチング技術に基づくリソグラフィ工程及び
成膜技術によって、製造されている。この回折光学素子
は基板上に形成した階段状の凹凸により光学的性能が発
揮されるので、その回折効率は形成した凹凸の形状即ち
段の深さや幅や断面形状等により左右される。
【００１０】このような倍周期のマスクを順次に使用し
て、多段の段階形状の回折光学素子を製造する場合に
は、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３３に示すように３枚のマスク１７ａ〜１
７ｃを使用して、理想的な８段形状Ａを形成することが
できる。
て、多段の段階形状の回折光学素子を製造する場合に
は、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３３に示すように３枚のマスク１７ａ〜１
７ｃを使用して、理想的な８段形状Ａを形成することが
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の実
施例において、複数のマスクを使用する製造技術では、
アライメントによる誤差が回折効率を著しく劣化させ、
更にこのような形状エラーは一旦形成されると再生が不
可能なためにコスト上昇を招く結果となる。実際には、
これらのアライメントエラーや寸法エラーを完全になく
すことは不可能であり、例えば図３４に示すようにマス
ク１７ａ〜１７ｃのアライメントにr1、r2に示す量のず
れが生じた場合には、理想形状Ａと異なる形状Ｂのよう
な回折光学素子が形成されてしまう。これによって、回
折効率等の光学性能は大幅に低下し、加えて各層におい
て寸法エラーが発生した場合には、更に光学性能の低下
は増大する。
施例において、複数のマスクを使用する製造技術では、
アライメントによる誤差が回折効率を著しく劣化させ、
更にこのような形状エラーは一旦形成されると再生が不
可能なためにコスト上昇を招く結果となる。実際には、
これらのアライメントエラーや寸法エラーを完全になく
すことは不可能であり、例えば図３４に示すようにマス
ク１７ａ〜１７ｃのアライメントにr1、r2に示す量のず
れが生じた場合には、理想形状Ａと異なる形状Ｂのよう
な回折光学素子が形成されてしまう。これによって、回
折効率等の光学性能は大幅に低下し、加えて各層におい
て寸法エラーが発生した場合には、更に光学性能の低下
は増大する。
【００１２】例えば基板として石英を用いて、最小線幅
が０．３５μｍ、１段の段差ｄが６１ｎｍ、使用波長２
４８ｎｍで、形状Ａに示すように理想的な８段形状が形
成された場合には、反射による損失を除いた理論回折効
率は９５％である。一方、例えばレチクル１７ａとレチ
クル１７ｂのアライメント誤差r1が８０ｎｍ、レチクル
１７ａとレチクル１７ｃのアライメント誤差r2が３０ｎ
ｍの場合には、反射を考慮に入れない回折効率は８０％
となって１５％の低下となり、実際の測定及びシミュレ
ーンョンにおいても同様の結果が確認されている。
が０．３５μｍ、１段の段差ｄが６１ｎｍ、使用波長２
４８ｎｍで、形状Ａに示すように理想的な８段形状が形
成された場合には、反射による損失を除いた理論回折効
率は９５％である。一方、例えばレチクル１７ａとレチ
クル１７ｂのアライメント誤差r1が８０ｎｍ、レチクル
１７ａとレチクル１７ｃのアライメント誤差r2が３０ｎ
ｍの場合には、反射を考慮に入れない回折効率は８０％
となって１５％の低下となり、実際の測定及びシミュレ
ーンョンにおいても同様の結果が確認されている。
【００１３】また、同様な方法で多段の回折光学素子を
形成するには、複数回の露光及び現像によるレジストプ
ロセス工程が行われ、例えば段数１６段、基板として石
英を用い、最小線幅が０．３５μｍ、１段の段差が３
０．５ｎｍ、使用波長２４８ｎｍの場合には１６段の階
段状回折光学素子が製造できる。理想的な１６段形状の
場合には、反射による損失を除いた理論回折効率は９９
％となるが、これにアライメント誤差が含まれた場合に
は、回折効率は８段形状のときより更に大幅に低下する
ことになる。
形成するには、複数回の露光及び現像によるレジストプ
ロセス工程が行われ、例えば段数１６段、基板として石
英を用い、最小線幅が０．３５μｍ、１段の段差が３
０．５ｎｍ、使用波長２４８ｎｍの場合には１６段の階
段状回折光学素子が製造できる。理想的な１６段形状の
場合には、反射による損失を除いた理論回折効率は９９
％となるが、これにアライメント誤差が含まれた場合に
は、回折効率は８段形状のときより更に大幅に低下する
ことになる。
【００１４】このように、実際にレジストパターンの寸
法及びアライメントの制御は相当に難しく、再現性が得
られず、その結果、段の幅が太くなったり細くなったり
して、理想的な階段形状には存在しない溝や突起が形成
され、このために回折光学素子の光学性能が著しく劣化
するという問題がある。
法及びアライメントの制御は相当に難しく、再現性が得
られず、その結果、段の幅が太くなったり細くなったり
して、理想的な階段形状には存在しない溝や突起が形成
され、このために回折光学素子の光学性能が著しく劣化
するという問題がある。
【００１５】また、電子ビーム描画の場合にはアライメ
ントの誤差はなくなるが、膨大な描画量となるために、
生産上十分なスループットが得られないという問題があ
る。
ントの誤差はなくなるが、膨大な描画量となるために、
生産上十分なスループットが得られないという問題があ
る。
【００１６】更に、一般に回折光学素子に用いる硝子の
場合には、エッチング速度が遅いことと、レジストと硝
子のエッチング速度が同程度であることから、段が深い
回折パターンを得ようとすると、レジストを厚く形成す
る必要があり、レジストが厚いと溝の深い部分でエッチ
ングにより生成した反応生成物質が外に出られなくな
り、断面形状が悪化して側壁の矩形形状を損うという問
題がある。
場合には、エッチング速度が遅いことと、レジストと硝
子のエッチング速度が同程度であることから、段が深い
回折パターンを得ようとすると、レジストを厚く形成す
る必要があり、レジストが厚いと溝の深い部分でエッチ
ングにより生成した反応生成物質が外に出られなくな
り、断面形状が悪化して側壁の矩形形状を損うという問
題がある。
【００１７】本発明の目的は、高精度の回折光学素子を
短時間かつ低価格で安定して製造可能な回折光学素子等
の作製方法を提供することにある。
短時間かつ低価格で安定して製造可能な回折光学素子等
の作製方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る多段階段状素子の作製方法又は該素子作
製用モールド型の作製方法は、複数回のリソグラフィ工
程により、基板上に多段階段状素子又は該素子作製用モ
ールド型を作製する場合において、最初のリソグラフィ
工程によって形成する第１のマスクによるパターンによ
り、全ての段の位置を規定することを特徴とする。
の本発明に係る多段階段状素子の作製方法又は該素子作
製用モールド型の作製方法は、複数回のリソグラフィ工
程により、基板上に多段階段状素子又は該素子作製用モ
ールド型を作製する場合において、最初のリソグラフィ
工程によって形成する第１のマスクによるパターンによ
り、全ての段の位置を規定することを特徴とする。
【００１９】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、少なくとも前記最初の
リソグラフィ工程によって形成する前記第１のマスクに
よりエッチングを行い、前記第１のマスクのエッジ部分
に段差を形成する工程を含む。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、少なくとも前記最初の
リソグラフィ工程によって形成する前記第１のマスクに
よりエッチングを行い、前記第１のマスクのエッジ部分
に段差を形成する工程を含む。
【００２０】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記リソグラフィ工程
によって基板上に３段以上の階段の繰り返しパターンを
形成する場合において、互いに材質が異なる前記第１の
マスクと第２のマスクとを交互に形成する工程と、第３
のマスクを用いて所望の前記第１のマスクを除去する工
程と、前記第１のマスクを除去した部分をエッチングす
る工程とを有する。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記リソグラフィ工程
によって基板上に３段以上の階段の繰り返しパターンを
形成する場合において、互いに材質が異なる前記第１の
マスクと第２のマスクとを交互に形成する工程と、第３
のマスクを用いて所望の前記第１のマスクを除去する工
程と、前記第１のマスクを除去した部分をエッチングす
る工程とを有する。
【００２１】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記基板上に前記第１
のマスクを形成し、前記第１のマスク上に基準となる周
期を有するレジストパターンを形成し、該レジストパタ
ーンのない開口部分の第１のマスク及び前記基板にエッ
チングを行って基準となる周期を有する回折パターンを
形成する第１の工程と、該第１の工程により前記基板上
に形成した凹部を前記第２のマスクにより埋めることに
より、前記基準となる周期を有するライン部とスペース
部に前記第１のマスクと前記第２のマスクとを交互に配
置する第２の工程と、定められた隣接する第１及び第２
の一対の薄膜をそれぞれ除去する第３の工程と、残った
前記第１及び第２のマスクをエッチングマスクとして用
いる自己整合法によって前記基板の開口部分をエッチン
グする第４の工程と、前記第２〜第４の工程を１回以上
繰り返すことにより多段の階段状を形成する第５の工程
とから成る。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記基板上に前記第１
のマスクを形成し、前記第１のマスク上に基準となる周
期を有するレジストパターンを形成し、該レジストパタ
ーンのない開口部分の第１のマスク及び前記基板にエッ
チングを行って基準となる周期を有する回折パターンを
形成する第１の工程と、該第１の工程により前記基板上
に形成した凹部を前記第２のマスクにより埋めることに
より、前記基準となる周期を有するライン部とスペース
部に前記第１のマスクと前記第２のマスクとを交互に配
置する第２の工程と、定められた隣接する第１及び第２
の一対の薄膜をそれぞれ除去する第３の工程と、残った
前記第１及び第２のマスクをエッチングマスクとして用
いる自己整合法によって前記基板の開口部分をエッチン
グする第４の工程と、前記第２〜第４の工程を１回以上
繰り返すことにより多段の階段状を形成する第５の工程
とから成る。
【００２２】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、第２のマスクで前記第
１のマスクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、前
記第２のマスクでマスクされていない部分の前記基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返した後に、前記第１のマスク間を第３のマスクで覆
い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１のマス
クの内の必要とする周期の部分以外を覆い、前記第３及
び第４のマスクでマスクされていない部分の前記第１の
マスクを除去した後に、前記基板を所定の深さエッチン
グし、必要に応じてこの工程を繰り返す。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、第２のマスクで前記第
１のマスクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、前
記第２のマスクでマスクされていない部分の前記基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返した後に、前記第１のマスク間を第３のマスクで覆
い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１のマス
クの内の必要とする周期の部分以外を覆い、前記第３及
び第４のマスクでマスクされていない部分の前記第１の
マスクを除去した後に、前記基板を所定の深さエッチン
グし、必要に応じてこの工程を繰り返す。
【００２３】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする
周期の部分以外を覆い、前記第２のマスクでマスクされ
ていない部分の基板を所定の深さエッチングし、必要に
応じてこの工程を繰り返した後に、前記第１のマスク間
を第３のマスクで覆い、該第３のマスク及び第４のマス
クで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分以外
を覆い、前記第３及び第４のマスクでマスクされていな
い部分の前記第１のマスクを除去した後に、前記基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返す。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする
周期の部分以外を覆い、前記第２のマスクでマスクされ
ていない部分の基板を所定の深さエッチングし、必要に
応じてこの工程を繰り返した後に、前記第１のマスク間
を第３のマスクで覆い、該第３のマスク及び第４のマス
クで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分以外
を覆い、前記第３及び第４のマスクでマスクされていな
い部分の前記第１のマスクを除去した後に、前記基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返す。
【００２４】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする
周期部分以外を覆い、マスクされていない部分の前記基
板を所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を
繰り返した後に、前記第１のマスク間を第３のマスクで
覆い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１のマ
スクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、マスクさ
れていない部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前
記基板を所定の深さエッチングする工程を必要に応じて
繰り返した後に、前記第３及び第４のマスクを除去し、
前記第１のマスクの間を第５のマスクで覆い、続いて第
６のマスクで前記第１のマスクを１つおきに覆い、前記
第５及び第６のマスクに覆われない部分の前記第１のマ
スクを除去し、続いて第７のマスクで前記第５のマスク
を１つおきに覆い、前記第７のマスクに覆われない部分
の前記第５のマスクを除去し、前記第５のマスクと前記
第１のマスクに覆われない部分の前記基板を所定の深さ
エッチングし、最後に残りの前記第５のマスク及び前記
第１のマスクを除去する工程を有する。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする
周期部分以外を覆い、マスクされていない部分の前記基
板を所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を
繰り返した後に、前記第１のマスク間を第３のマスクで
覆い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１のマ
スクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、マスクさ
れていない部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前
記基板を所定の深さエッチングする工程を必要に応じて
繰り返した後に、前記第３及び第４のマスクを除去し、
前記第１のマスクの間を第５のマスクで覆い、続いて第
６のマスクで前記第１のマスクを１つおきに覆い、前記
第５及び第６のマスクに覆われない部分の前記第１のマ
スクを除去し、続いて第７のマスクで前記第５のマスク
を１つおきに覆い、前記第７のマスクに覆われない部分
の前記第５のマスクを除去し、前記第５のマスクと前記
第１のマスクに覆われない部分の前記基板を所定の深さ
エッチングし、最後に残りの前記第５のマスク及び前記
第１のマスクを除去する工程を有する。
【００２５】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクのうちの必要とす
る周期の部分以外を覆い、マスクされていない部分の前
記基板を所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工
程を繰り返した後に、前記第１のマスク間を第３のマス
クで覆い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１
のマスクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、マス
クされていない部分の前記第１のマスクを除去し、続い
て前記基板を所定の深さエッチングする工程を必要に応
じて繰り返した後に、前記第３及び第４のマスクを除去
し、前記第１のマスクの間の内の必要とする周期の部分
以外を第５のマスクで覆い、前記第１のマスクと前記第
５のマスクに覆われない部分の前記基板を所定の深さエ
ッチングし、前記第５のマスクを除去し、前記第１のマ
スクがない部分に第６のマスクを形成し、前記第１のマ
スクの間の内の必要とする周期の部分以外を第７のマス
クで覆い、前記第６及び第７のマスクでマスクされてい
ない部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記第６
及び第７のマスクにより前記基板を所定の深さエッチン
グし、最後に残りの前記第１、第６及び第７のマスクを
除去する工程を有する。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記第１のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングした後
に、第２のマスクで前記第１のマスクのうちの必要とす
る周期の部分以外を覆い、マスクされていない部分の前
記基板を所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工
程を繰り返した後に、前記第１のマスク間を第３のマス
クで覆い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１
のマスクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、マス
クされていない部分の前記第１のマスクを除去し、続い
て前記基板を所定の深さエッチングする工程を必要に応
じて繰り返した後に、前記第３及び第４のマスクを除去
し、前記第１のマスクの間の内の必要とする周期の部分
以外を第５のマスクで覆い、前記第１のマスクと前記第
５のマスクに覆われない部分の前記基板を所定の深さエ
ッチングし、前記第５のマスクを除去し、前記第１のマ
スクがない部分に第６のマスクを形成し、前記第１のマ
スクの間の内の必要とする周期の部分以外を第７のマス
クで覆い、前記第６及び第７のマスクでマスクされてい
ない部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記第６
及び第７のマスクにより前記基板を所定の深さエッチン
グし、最後に残りの前記第１、第６及び第７のマスクを
除去する工程を有する。
【００２６】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記リソグラフィ工程
により前記基板上に３段以上の階段状のパターンを形成
する場合において、互いに材質の異なる前記第１のマス
ク及び第２のマスクにより前記基板も覆い、前記第１の
マスクの必要とされる部分を前記第２のマスクで覆い、
前記第１のマスクの内の前記第２のマスクに覆われない
部分を除去する工程と、前記第１のマスクを除去した部
分をエッチングする工程とを有する。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法は、本発明において、前記リソグラフィ工程
により前記基板上に３段以上の階段状のパターンを形成
する場合において、互いに材質の異なる前記第１のマス
ク及び第２のマスクにより前記基板も覆い、前記第１の
マスクの必要とされる部分を前記第２のマスクで覆い、
前記第１のマスクの内の前記第２のマスクに覆われない
部分を除去する工程と、前記第１のマスクを除去した部
分をエッチングする工程とを有する。
【００２７】また、上記目的を達成するための本発明に
係る多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モール
ド型の作製方法は、２段を越える段数の階段を有する多
段階段状素子又は該素子作製用モールド型を作成する場
合において、前記階段の１段おきに対応する基板上の領
域に第１のマスクを形成すると共に該第１のマスクが形
成されていない前記基板上の領域に対してエッチング及
び／又はデポジションを行う工程と、前記第１のマスク
が形成されていない領域の内の一部の前記基板上の領域
に第２のマスクを形成し、前記第１、第２のマスクが形
成されていない前記基板上の領域に対してエッチング及
び／又はデポジションを行う工程とを有することを特徴
とする。
係る多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モール
ド型の作製方法は、２段を越える段数の階段を有する多
段階段状素子又は該素子作製用モールド型を作成する場
合において、前記階段の１段おきに対応する基板上の領
域に第１のマスクを形成すると共に該第１のマスクが形
成されていない前記基板上の領域に対してエッチング及
び／又はデポジションを行う工程と、前記第１のマスク
が形成されていない領域の内の一部の前記基板上の領域
に第２のマスクを形成し、前記第１、第２のマスクが形
成されていない前記基板上の領域に対してエッチング及
び／又はデポジションを行う工程とを有することを特徴
とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明を図１〜図３１に図示の実
施例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の
回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１の工程
(1) において、石英基板２１上に第１のマスクとしてク
ロム膜２２をスパッタリング法により１００ｎｍの厚さ
に形成し、基準となる周期の回折パターンを有するレジ
ストパターン２３を形成した後に、硝酸第２セリウムア
ンモニウムと過塩素酸と水の混合液から成るエッチング
液を用いてクロム膜２２を除去する。
施例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の
回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１の工程
(1) において、石英基板２１上に第１のマスクとしてク
ロム膜２２をスパッタリング法により１００ｎｍの厚さ
に形成し、基準となる周期の回折パターンを有するレジ
ストパターン２３を形成した後に、硝酸第２セリウムア
ンモニウムと過塩素酸と水の混合液から成るエッチング
液を用いてクロム膜２２を除去する。
【００２９】図１の工程(2) において、ＣＦ4 と水素の
混合ガスを用いてＲＩＥ法（反応性イオンエッチング
法）により、石英基板２１を所定の深さエッチングして
凹部２４を形成する。図１の工程(3) において、電子ビ
ーム蒸着法を用いて、残存するクロム膜２２の表面に揃
う程度の厚さに、第２のマスクとしてアルミニウム膜２
５を形成し、凹部２４を埋める。次に、図１の工程(4)
において、リフトオフ法によりレジストパターン２３と
その上のアルミニウム膜２５を同時に除去する。ここま
での工程で基準となる周期の回折パターンが２段構造で
形成され、石英基板２１の表面は隣接するクロム膜２２
とアルミニウム膜２５により被覆されて、パターンの位
置及び寸法が規定される。
混合ガスを用いてＲＩＥ法（反応性イオンエッチング
法）により、石英基板２１を所定の深さエッチングして
凹部２４を形成する。図１の工程(3) において、電子ビ
ーム蒸着法を用いて、残存するクロム膜２２の表面に揃
う程度の厚さに、第２のマスクとしてアルミニウム膜２
５を形成し、凹部２４を埋める。次に、図１の工程(4)
において、リフトオフ法によりレジストパターン２３と
その上のアルミニウム膜２５を同時に除去する。ここま
での工程で基準となる周期の回折パターンが２段構造で
形成され、石英基板２１の表面は隣接するクロム膜２２
とアルミニウム膜２５により被覆されて、パターンの位
置及び寸法が規定される。
【００３０】次に、図１の工程(5) においてレジストパ
ターン２６を形成し、所定のクロム膜２７をエッチング
液により除去した後に、図１の工程(6) において工程
(1) と同じエッチング液を用いてレジストパターン２６
を除去する。更に、図１の工程(7) においてレジストパ
ターン２８を形成し、工程(6) で除去したクロム膜２７
と隣接する所定のアルミニウム膜２９を、燐酸と硝酸と
酢酸と水の混合液から成るエッチング液により除去した
後に、図１の工程(8) においてレジストパターン２８を
除去する。
ターン２６を形成し、所定のクロム膜２７をエッチング
液により除去した後に、図１の工程(6) において工程
(1) と同じエッチング液を用いてレジストパターン２６
を除去する。更に、図１の工程(7) においてレジストパ
ターン２８を形成し、工程(6) で除去したクロム膜２７
と隣接する所定のアルミニウム膜２９を、燐酸と硝酸と
酢酸と水の混合液から成るエッチング液により除去した
後に、図１の工程(8) においてレジストパターン２８を
除去する。
【００３１】図１の工程(9) において、残存するクロム
膜２２及びアルミニウム膜２４をエッチングマスクと
し、アライメントの必要がない自己整合法として工程
(2) と同じＲＩＥ法により石英基板２１を所定の深さエ
ッチングする。最後に、図１の工程(10)においてクロム
膜２２を工程(1) と同じエッチング液により除去し、ア
ルミニウム薄膜２５を及び工程(6) と同じエッチング液
により除去する。このようにして、アライメントエラー
やパターン寸法エラーによる溝や突起のない、高精度な
４段の階段状構造を有する回折光学素子が実現できる。
膜２２及びアルミニウム膜２４をエッチングマスクと
し、アライメントの必要がない自己整合法として工程
(2) と同じＲＩＥ法により石英基板２１を所定の深さエ
ッチングする。最後に、図１の工程(10)においてクロム
膜２２を工程(1) と同じエッチング液により除去し、ア
ルミニウム薄膜２５を及び工程(6) と同じエッチング液
により除去する。このようにして、アライメントエラー
やパターン寸法エラーによる溝や突起のない、高精度な
４段の階段状構造を有する回折光学素子が実現できる。
【００３２】図２は第２の実施例の光ＣＶＤ法（光アシ
スト化学的気相成長法）による回折光学素子の製造工程
の断面図を示す。図２の工程(1) において、石英基板３
１上に第１のマスクとしてクロム膜３２をスパッタリン
グ法で１００ｎｍの厚さに形成し、基準となる周期の回
折パターンを有するレジストパターン３３を形成した後
に、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混
合液から成るエッチング液を用いてレジストパターン３
３を形成していないクロム膜３２を除去する。
スト化学的気相成長法）による回折光学素子の製造工程
の断面図を示す。図２の工程(1) において、石英基板３
１上に第１のマスクとしてクロム膜３２をスパッタリン
グ法で１００ｎｍの厚さに形成し、基準となる周期の回
折パターンを有するレジストパターン３３を形成した後
に、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混
合液から成るエッチング液を用いてレジストパターン３
３を形成していないクロム膜３２を除去する。
【００３３】図２の工程(2) において、ＣＦ4 と水素の
混合ガスを用いてＲＩＥ法により、石英基板３１を所定
の深さエッチングして凹部３４を形成し、レジストパタ
ーン３３を除去する。図２の工程(3) において、石英基
板３１の背面から露光光Ｌを照射しながら行う光ＣＶＤ
法により、波長２４８ｎｍのＫr Ｆレーザー光、及びＡ
ｌ（ＣＨ3)3 と過酸化窒素の混合ガスを用いて、残存す
るクロム膜３２の表面に揃う程度の厚さに第２のマスク
として酸化アルミニウム膜３５を形成して、凹部３４を
埋める。
混合ガスを用いてＲＩＥ法により、石英基板３１を所定
の深さエッチングして凹部３４を形成し、レジストパタ
ーン３３を除去する。図２の工程(3) において、石英基
板３１の背面から露光光Ｌを照射しながら行う光ＣＶＤ
法により、波長２４８ｎｍのＫr Ｆレーザー光、及びＡ
ｌ（ＣＨ3)3 と過酸化窒素の混合ガスを用いて、残存す
るクロム膜３２の表面に揃う程度の厚さに第２のマスク
として酸化アルミニウム膜３５を形成して、凹部３４を
埋める。
【００３４】ここまでの工程で、基準となる周期の回折
パターンが２段構造で形成され、石英基板３１の表面は
隣接するクロム膜３２と酸化アルミニウム膜３５により
被覆され、パターンの位置及び寸法が規定される。な
お、背面からの光照射による光ＣＶＤ法は、自己整合法
として１工程で孔埋めが可能なので、他の方法より簡便
である。
パターンが２段構造で形成され、石英基板３１の表面は
隣接するクロム膜３２と酸化アルミニウム膜３５により
被覆され、パターンの位置及び寸法が規定される。な
お、背面からの光照射による光ＣＶＤ法は、自己整合法
として１工程で孔埋めが可能なので、他の方法より簡便
である。
【００３５】次に、図２の工程(4) において、所定のレ
ジストパターン３６を形成し、図２の工程(5) において
レジストパターン３６を形成していないクロム膜３７を
工程(1) と同じエッチング液により除去した後に、レジ
ストパターン３６を除去する。更に、図２の工程(6) に
おいてレジストパターン３８を形成し、酸化アルミニウ
ム膜３５の内の工程(5) で除去したクロム膜３２と隣合
う所定の酸化アルミニウム膜３９を燐酸系のエッチング
液にて除去した後に、図２の工程(7) においてレジスト
パターン３８を除去する。
ジストパターン３６を形成し、図２の工程(5) において
レジストパターン３６を形成していないクロム膜３７を
工程(1) と同じエッチング液により除去した後に、レジ
ストパターン３６を除去する。更に、図２の工程(6) に
おいてレジストパターン３８を形成し、酸化アルミニウ
ム膜３５の内の工程(5) で除去したクロム膜３２と隣合
う所定の酸化アルミニウム膜３９を燐酸系のエッチング
液にて除去した後に、図２の工程(7) においてレジスト
パターン３８を除去する。
【００３６】続いて、図２の工程(8) において、残存す
るクロム膜３２及び酸化アルミニウム膜３５をマスクと
して、石英基板３１を工程(2) と同じＲＩＥ法によりエ
ッチングした後に、クロム膜３２を工程(1) と同じエッ
チング液により除去し、酸化アルミニウム膜３５を工程
(7) と同じエッチング液により除去すると、図２の工程
(9) に示すように、自己整合法によりアライメントエラ
ーやパターン寸法エラーによる溝や突起がない、高精度
な４段の階段状構造を有する回折光学素子が実現でき
る。
るクロム膜３２及び酸化アルミニウム膜３５をマスクと
して、石英基板３１を工程(2) と同じＲＩＥ法によりエ
ッチングした後に、クロム膜３２を工程(1) と同じエッ
チング液により除去し、酸化アルミニウム膜３５を工程
(7) と同じエッチング液により除去すると、図２の工程
(9) に示すように、自己整合法によりアライメントエラ
ーやパターン寸法エラーによる溝や突起がない、高精度
な４段の階段状構造を有する回折光学素子が実現でき
る。
【００３７】ここで用いた光ＣＶＤ法は、アシスト光を
透過する石英基板３１と堆積材料の組合わせで実施する
ことができ、他に石英基板３１と酸化チタン又は窒化硼
素等の組合わせがある。また、本実施例の第１のマスク
をクロムと酸化クロムの積層膜とし、工程(3) の酸化ア
ルミニウム膜３５の材料をアルミニウム膜とし、選択デ
ポジション法を用いて、高精度な４段の階段状構造を有
する回折光学素子を実現することができる。
透過する石英基板３１と堆積材料の組合わせで実施する
ことができ、他に石英基板３１と酸化チタン又は窒化硼
素等の組合わせがある。また、本実施例の第１のマスク
をクロムと酸化クロムの積層膜とし、工程(3) の酸化ア
ルミニウム膜３５の材料をアルミニウム膜とし、選択デ
ポジション法を用いて、高精度な４段の階段状構造を有
する回折光学素子を実現することができる。
【００３８】図３は第３の実施例のＣＭＰ法（化学的機
械的研磨法）又はエッチバック法による回折光学素子の
製造工程の断面図を示す。図３の工程(1) において、石
英基板４１上に第１のマスクとしてクロム膜４２をスパ
ッタリング法により２００ｎｍの厚さに形成し、基準と
なる周期の回折パターンを有するレジストパターン４３
を形成した後に、四塩化炭素と酸素の混合ガスを用いて
ＲＩＥ法によりクロム膜４２を除去する。図３の工程
(2) において、レジストパターン４３を除去した後に、
石英基板４１をＣＨＦ3 系のガスを用いてＲＩＥ法で所
定の深さエッチングする。図３の工程(3) において、第
２のマスクとしてアルミニウム膜４４を電子ビーム蒸着
法により５００ｎｍ程度の厚さに形成した後に、図３の
工程(4) においてＣＭＰ法を利用したダマシン法、又は
エッチング液によるエッチバック法により、残存するク
ロム膜４２の表面が露出するまでアルミニウム膜４４を
除去する。
械的研磨法）又はエッチバック法による回折光学素子の
製造工程の断面図を示す。図３の工程(1) において、石
英基板４１上に第１のマスクとしてクロム膜４２をスパ
ッタリング法により２００ｎｍの厚さに形成し、基準と
なる周期の回折パターンを有するレジストパターン４３
を形成した後に、四塩化炭素と酸素の混合ガスを用いて
ＲＩＥ法によりクロム膜４２を除去する。図３の工程
(2) において、レジストパターン４３を除去した後に、
石英基板４１をＣＨＦ3 系のガスを用いてＲＩＥ法で所
定の深さエッチングする。図３の工程(3) において、第
２のマスクとしてアルミニウム膜４４を電子ビーム蒸着
法により５００ｎｍ程度の厚さに形成した後に、図３の
工程(4) においてＣＭＰ法を利用したダマシン法、又は
エッチング液によるエッチバック法により、残存するク
ロム膜４２の表面が露出するまでアルミニウム膜４４を
除去する。
【００３９】ここで、ＣＭＰ法に用いるスラリと加工液
はそれぞれ酸化アルミニウム系と水酸化アンモニウム系
を用い、エッチバック法のエッチング液は燐酸と硝酸と
酢酸と水の混合液を用いる。ここまでの工程で、基準と
なる周期の回折パターンが石英基板４１上に２段の構造
で形成され、石英基板４１の表面は隣接するクロム膜４
２とアルミニウム膜４４により被覆される。
はそれぞれ酸化アルミニウム系と水酸化アンモニウム系
を用い、エッチバック法のエッチング液は燐酸と硝酸と
酢酸と水の混合液を用いる。ここまでの工程で、基準と
なる周期の回折パターンが石英基板４１上に２段の構造
で形成され、石英基板４１の表面は隣接するクロム膜４
２とアルミニウム膜４４により被覆される。
【００４０】続いて、図３の工程(5) において、所定位
置にレジストパターン４５を形成した後に、図３の工程
(6) においてレジストパターン４５を形成しないクロム
膜４６を硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水
の混合液を用いたエッチング液により除去し、その後に
レジストパターン４５を除去する。更に、図３の工程
(7) においてレジストパターン４７を形成し、工程(6)
で除去したクロム膜４６と隣合う所定のアルミニウム膜
４８を工程(4) と同じエッチング液により除去し、図３
の工程(8) においてレジストパターン４７を除去する。
図３の工程(9) において残存するクロム膜４２及びアル
ミニウム膜４４をマスクとして、石英基板４１を工程
(2) と同じＲＩＥ法によりエッチングし、凹部４９を形
成する。ここまでの工程で、基準となる周期の回折パタ
ーンが石英基板４１上に４段の構造で形成される。
置にレジストパターン４５を形成した後に、図３の工程
(6) においてレジストパターン４５を形成しないクロム
膜４６を硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸と水
の混合液を用いたエッチング液により除去し、その後に
レジストパターン４５を除去する。更に、図３の工程
(7) においてレジストパターン４７を形成し、工程(6)
で除去したクロム膜４６と隣合う所定のアルミニウム膜
４８を工程(4) と同じエッチング液により除去し、図３
の工程(8) においてレジストパターン４７を除去する。
図３の工程(9) において残存するクロム膜４２及びアル
ミニウム膜４４をマスクとして、石英基板４１を工程
(2) と同じＲＩＥ法によりエッチングし、凹部４９を形
成する。ここまでの工程で、基準となる周期の回折パタ
ーンが石英基板４１上に４段の構造で形成される。
【００４１】次に、図３の工程(10)において、工程(3)
と同様に１００ｎｍ程度の厚さにアルミニウム膜５０を
成膜した後に、図３の工程(11)においてダマシン法によ
り工程(9) で形成した凹部４９を埋め、更に工程(4) と
同様にしてアルミニウム膜５０を除去する。続いて、図
３の工程(12)において所定位置にレジストパターン５１
を形成し、図３の工程(13)においてレジストパターン５
１のないクロム膜５２をエッチング液で除去する。更
に、図３の工程(14)においてレジストパターン５３を形
成し、図３の工程(15)においてアルミニウム膜４４、５
０を除去し、図３の工程(16)においてレジストパターン
５３を除去する。
と同様に１００ｎｍ程度の厚さにアルミニウム膜５０を
成膜した後に、図３の工程(11)においてダマシン法によ
り工程(9) で形成した凹部４９を埋め、更に工程(4) と
同様にしてアルミニウム膜５０を除去する。続いて、図
３の工程(12)において所定位置にレジストパターン５１
を形成し、図３の工程(13)においてレジストパターン５
１のないクロム膜５２をエッチング液で除去する。更
に、図３の工程(14)においてレジストパターン５３を形
成し、図３の工程(15)においてアルミニウム膜４４、５
０を除去し、図３の工程(16)においてレジストパターン
５３を除去する。
【００４２】次に、図３の工程(17)において、残存する
クロム膜４２、アルミニウム膜４４、５０をマスクとし
て、石英基板４１を工程(2) と同様のＲＩＥ法によりエ
ッチングする。最後に、図３の工程(18)において、残存
するクロム膜４２を工程(1)と同じエッチング液により
除去し、アルミニウム膜４４、５０を工程(4) と同じエ
ッチング液により除去する。
クロム膜４２、アルミニウム膜４４、５０をマスクとし
て、石英基板４１を工程(2) と同様のＲＩＥ法によりエ
ッチングする。最後に、図３の工程(18)において、残存
するクロム膜４２を工程(1)と同じエッチング液により
除去し、アルミニウム膜４４、５０を工程(4) と同じエ
ッチング液により除去する。
【００４３】このようにして、自己整合法によりアライ
メントエラーやパターン寸法エラーによる溝や突起のな
い、高精度な８段の階段状構造を有する回折光学素子が
実現できる。なお、第１〜第３の実施例におけるパター
ン形成のための露光光Ｌは、紫外や遠紫外等の光に限ら
ず、電子ビームやＸ線、又はその他の露光技術を用いて
もよい。
メントエラーやパターン寸法エラーによる溝や突起のな
い、高精度な８段の階段状構造を有する回折光学素子が
実現できる。なお、第１〜第３の実施例におけるパター
ン形成のための露光光Ｌは、紫外や遠紫外等の光に限ら
ず、電子ビームやＸ線、又はその他の露光技術を用いて
もよい。
【００４４】また、第１及び第３の実施例の基板２１及
び４１は、透過型や反射型又は金型の使用目的に合わせ
て材質を適宜選択する。ただし、基板である被エッチン
グ材と第１、第２のマスクの２つの材料が、使用するエ
ッチング方法において、エッチング速度、エッチング条
件が全く異なり、選択比が得られるものでなければなら
ない。また、クロム膜とアルミニウム膜のエッチング方
法は、ウエットエッチング法に限らず、スパッタエッチ
ング法、イオンビームエッチング法等のドライエッチン
グ法を用いてもよい。更に、第１及び第３の実施例の第
１、第２のマスクの成膜方法は、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンビームスパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、ＣＶＤ法、Ｍ電子ビーム法等を用いても
よい。
び４１は、透過型や反射型又は金型の使用目的に合わせ
て材質を適宜選択する。ただし、基板である被エッチン
グ材と第１、第２のマスクの２つの材料が、使用するエ
ッチング方法において、エッチング速度、エッチング条
件が全く異なり、選択比が得られるものでなければなら
ない。また、クロム膜とアルミニウム膜のエッチング方
法は、ウエットエッチング法に限らず、スパッタエッチ
ング法、イオンビームエッチング法等のドライエッチン
グ法を用いてもよい。更に、第１及び第３の実施例の第
１、第２のマスクの成膜方法は、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンビームスパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、ＣＶＤ法、Ｍ電子ビーム法等を用いても
よい。
【００４５】図４は第４の実施例の反射型回折光学素子
の断面図を示している。第１〜第３の実施例で作成した
多段の階段構造を有する基板６１に、反射膜としてクロ
ム層６２とアルミニウム層６３と石英層６４を電子ビー
ム蒸着法等により積層する。クロム層６２は基板６１と
の密着性を向上する機能を有し、アルミニウム層６３は
反射膜で、石英層６４は保護膜機能を有する。基板材料
には珪素や石英等を使用し、第１及び第２のマスクは選
択比の高いものを適宜選択し、反射膜層の材料及び積層
構成は、使用する波長や環境に応じて各層の作用を十分
発揮するものを選択する。このようにして、アライメン
トエラーやパターン寸法エラーによる溝や突起のない、
高精度な４段又は８段の階段状構造を有する反射型の回
折光学素子が実現できる。
の断面図を示している。第１〜第３の実施例で作成した
多段の階段構造を有する基板６１に、反射膜としてクロ
ム層６２とアルミニウム層６３と石英層６４を電子ビー
ム蒸着法等により積層する。クロム層６２は基板６１と
の密着性を向上する機能を有し、アルミニウム層６３は
反射膜で、石英層６４は保護膜機能を有する。基板材料
には珪素や石英等を使用し、第１及び第２のマスクは選
択比の高いものを適宜選択し、反射膜層の材料及び積層
構成は、使用する波長や環境に応じて各層の作用を十分
発揮するものを選択する。このようにして、アライメン
トエラーやパターン寸法エラーによる溝や突起のない、
高精度な４段又は８段の階段状構造を有する反射型の回
折光学素子が実現できる。
【００４６】図５は第５の実施例の回折光学素子の断面
図を示す。第１〜第３の実施例で作成した多段の階段構
造を有する基板６５を金型として用い、光硬化性樹脂等
を用いたＺＰ法やインジェクション法等の複製技術によ
り回折光学素子６６をレプリカとして製造する。このよ
うにして、アライメントエラーやパターン寸法エラーに
よる溝や突起のない、高精度な４又は８段の階段状構造
を有する回折光学素子素子が実現できる。
図を示す。第１〜第３の実施例で作成した多段の階段構
造を有する基板６５を金型として用い、光硬化性樹脂等
を用いたＺＰ法やインジェクション法等の複製技術によ
り回折光学素子６６をレプリカとして製造する。このよ
うにして、アライメントエラーやパターン寸法エラーに
よる溝や突起のない、高精度な４又は８段の階段状構造
を有する回折光学素子素子が実現できる。
【００４７】図６は回折光学素子を有する投影光学系の
構成図を示す。球面又は非球面の通常のレンズ群７１に
本実施例の回折光学素子７２が組み込まれており、通常
のレンズ７１の表面には反射防止膜が形成されている。
構成図を示す。球面又は非球面の通常のレンズ群７１に
本実施例の回折光学素子７２が組み込まれており、通常
のレンズ７１の表面には反射防止膜が形成されている。
【００４８】回折光学素子７２は通常のレンズ７１と共
働して光学系の色収差やザイデルの５収差等の各種収差
を補正する。このような投影光学系は、各種カメラ、１
眼レフレックスカメラに取り付ける交換レンズ、複写機
等の事務機、液晶パネル製造用の投影露光装置、ＩＣ、
ＬＳＩ等の半導体チップ製造用の投影露光装置に用いら
れる。
働して光学系の色収差やザイデルの５収差等の各種収差
を補正する。このような投影光学系は、各種カメラ、１
眼レフレックスカメラに取り付ける交換レンズ、複写機
等の事務機、液晶パネル製造用の投影露光装置、ＩＣ、
ＬＳＩ等の半導体チップ製造用の投影露光装置に用いら
れる。
【００４９】図７は投影露光装置の構成図を示し、露光
光を供給する照明光学系７３、照明光学系７３により照
明されるマスク７４、このマスク７４に描かれたデバイ
スパターン像を投影する投影光学系７５、レジストパタ
ーンが塗布された硝子基板やシリコン基板７６が配列さ
れている。照明光学系７３及び投影光学系７５に本実施
例による回折光学素子が組み込まれており、照明光学系
７３や投影光学系７５を構成するレンズの表面には反射
防止膜が形成されている。
光を供給する照明光学系７３、照明光学系７３により照
明されるマスク７４、このマスク７４に描かれたデバイ
スパターン像を投影する投影光学系７５、レジストパタ
ーンが塗布された硝子基板やシリコン基板７６が配列さ
れている。照明光学系７３及び投影光学系７５に本実施
例による回折光学素子が組み込まれており、照明光学系
７３や投影光学系７５を構成するレンズの表面には反射
防止膜が形成されている。
【００５０】照明光学系７３からの露光光はマスク７４
を照明し、投影光学系７５によりマスク７４に描かれた
デバイスパターン像を硝子基板やシリコン基板７６上に
投影する。
を照明し、投影光学系７５によりマスク７４に描かれた
デバイスパターン像を硝子基板やシリコン基板７６上に
投影する。
【００５１】図８、図９は第６の実施例のネガレジスト
を背面露光する技法による回折光学素子の製造工程の断
面図を示す。先ず、図８の工程(1) において、石英基板
８１上にクロム膜８２をスパッタリング法により１００
ｎｍの厚みに成膜する。なお、パターニングの解像力向
上のためにクロム膜８２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロ
ム等の反射防止膜を形成する。図８の工程(2) におい
て、この石英基板８１にフォトレジストを塗布し、ライ
ン及びスペースの幅を共に０．３５μｍとして第１回目
のレジストパターン８３を形成する。続いて、例えば平
行平板型のＲＩＥ装置により塩素ガス又は塩素ガスと酸
素の混合ガスを用いて、レジストパターン８３をマスク
としてクロム膜８２をエッチングする。次に、図８の工
程(3) においてレジストパターン８３を酸素アッシング
法又は剥離液により剥離する。このクロム膜８２のパタ
ーンによって以下に示す工程を経て全ての段位置が規定
される。
を背面露光する技法による回折光学素子の製造工程の断
面図を示す。先ず、図８の工程(1) において、石英基板
８１上にクロム膜８２をスパッタリング法により１００
ｎｍの厚みに成膜する。なお、パターニングの解像力向
上のためにクロム膜８２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロ
ム等の反射防止膜を形成する。図８の工程(2) におい
て、この石英基板８１にフォトレジストを塗布し、ライ
ン及びスペースの幅を共に０．３５μｍとして第１回目
のレジストパターン８３を形成する。続いて、例えば平
行平板型のＲＩＥ装置により塩素ガス又は塩素ガスと酸
素の混合ガスを用いて、レジストパターン８３をマスク
としてクロム膜８２をエッチングする。次に、図８の工
程(3) においてレジストパターン８３を酸素アッシング
法又は剥離液により剥離する。このクロム膜８２のパタ
ーンによって以下に示す工程を経て全ての段位置が規定
される。
【００５２】図８の工程(4) において、クロム膜８２に
よるパターンをマスクとして、例えば平行平板型のＲＩ
Ｅ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガスを用いて、ＣＦ4
の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ3 ／分、圧力
４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング条件で、石英
基板８１を５分で６１ｎｍにエッチングする。続いて、
基板８１にフォトレジストを塗布して第２回目のレジス
トパターン８４を形成する。このときのアライメント精
度は、クロム膜８２のパターンの線幅の半分の値でよい
ので、通常の露光装置で達成することができる。これは
他の実施例も含めて、第２回目以降の全てのパターニン
グに適用可能である。
よるパターンをマスクとして、例えば平行平板型のＲＩ
Ｅ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガスを用いて、ＣＦ4
の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ3 ／分、圧力
４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング条件で、石英
基板８１を５分で６１ｎｍにエッチングする。続いて、
基板８１にフォトレジストを塗布して第２回目のレジス
トパターン８４を形成する。このときのアライメント精
度は、クロム膜８２のパターンの線幅の半分の値でよい
ので、通常の露光装置で達成することができる。これは
他の実施例も含めて、第２回目以降の全てのパターニン
グに適用可能である。
【００５３】次に、図８の工程(5) において、クロム膜
８２のパターン及びレジストパターン８４をマスクとし
て、石英基板８１を６１ｎｍエッチングする。図８の工
程(6) においてレジスト８４を剥離した後に、再びフォ
トレジストを塗布して第３回目のレジストパターン８５
を形成する。そして、図８の工程(7) において、クロム
膜８２及びレジストパターン８５をマスクとして石英基
板８１を６１ｎｍエッチングする。レジスト８５を剥離
した後に、再びフォトレジストを塗布して第４回目のレ
ジストパターン８６を形成する。
８２のパターン及びレジストパターン８４をマスクとし
て、石英基板８１を６１ｎｍエッチングする。図８の工
程(6) においてレジスト８４を剥離した後に、再びフォ
トレジストを塗布して第３回目のレジストパターン８５
を形成する。そして、図８の工程(7) において、クロム
膜８２及びレジストパターン８５をマスクとして石英基
板８１を６１ｎｍエッチングする。レジスト８５を剥離
した後に、再びフォトレジストを塗布して第４回目のレ
ジストパターン８６を形成する。
【００５４】図８の工程(8) において、レジストパター
ン８６及びクロム膜８２のパターンをマスクとして、石
英基板８１を６１ｎｍエッチングする。次に、図８の工
程(9) において、ネガレジストを塗布し背面から露光し
現像すると、図８の工程(10)に示すように、クロムパタ
ーンのないところのみレジストパターン８７を残すこと
ができる。このとき、クロムパターン自体がネガレジス
ト露光のコンタクトマスクとなるので、完全に正確なア
ライメントを行うことができる。
ン８６及びクロム膜８２のパターンをマスクとして、石
英基板８１を６１ｎｍエッチングする。次に、図８の工
程(9) において、ネガレジストを塗布し背面から露光し
現像すると、図８の工程(10)に示すように、クロムパタ
ーンのないところのみレジストパターン８７を残すこと
ができる。このとき、クロムパターン自体がネガレジス
ト露光のコンタクトマスクとなるので、完全に正確なア
ライメントを行うことができる。
【００５５】次に、この上にフォトレジストを塗布し、
図８の工程(11)に示すように第５回目のレジスト８８を
形成する。図８の工程(12)において、レジストパターン
８７、８８に覆われない部分のクロム膜を、例えば硝酸
セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いて
エッチングにより除去する。更に、図９の工程(13)にお
いてレジスト８７、８８をマスクとして、工程(3) と同
じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用い、工程(3) と同
じエッチング条件で石英基板８１を３０分で３６６ｎｍ
エッチングする。図９の工程(14)において、レジストパ
ターン８７、８８をアッシング法により除去した後に、
ネガレジストを塗布し背面から露光する。図９の工程(1
5)においてこれを現像すると、クロムパターンのないと
ころのみレジストパターン８９を残すことができる。
図８の工程(11)に示すように第５回目のレジスト８８を
形成する。図８の工程(12)において、レジストパターン
８７、８８に覆われない部分のクロム膜を、例えば硝酸
セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いて
エッチングにより除去する。更に、図９の工程(13)にお
いてレジスト８７、８８をマスクとして、工程(3) と同
じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用い、工程(3) と同
じエッチング条件で石英基板８１を３０分で３６６ｎｍ
エッチングする。図９の工程(14)において、レジストパ
ターン８７、８８をアッシング法により除去した後に、
ネガレジストを塗布し背面から露光する。図９の工程(1
5)においてこれを現像すると、クロムパターンのないと
ころのみレジストパターン８９を残すことができる。
【００５６】図９の工程(16)において、この上にフォト
レジストを塗布して第６回目のレジスト９０を形成す
る。図９の工程(17)において、レジストパターン８９、
９０に覆われない部分のクロム膜を工程(12)と同じ混合
液を用いてエッチングにより除去する。次に、図９の工
程(18)においてレジスト８９、９０をマスクとして、工
程(3) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用い、工
程(3) と同じ石英基板８１をエッチング条件でエッチン
グ時間２０分で２４４ｎｍエッチングする。図９の工程
(19)において、レジストパターン８９、９０をアッシン
グ法により除去する。図９の工程(20)において、ネガレ
ジストを塗布し背面から露光して現像すると、図９の工
程(21)に示すようにクロムパターンのないところのみレ
ジストパターン９１を残すことができる。
レジストを塗布して第６回目のレジスト９０を形成す
る。図９の工程(17)において、レジストパターン８９、
９０に覆われない部分のクロム膜を工程(12)と同じ混合
液を用いてエッチングにより除去する。次に、図９の工
程(18)においてレジスト８９、９０をマスクとして、工
程(3) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用い、工
程(3) と同じ石英基板８１をエッチング条件でエッチン
グ時間２０分で２４４ｎｍエッチングする。図９の工程
(19)において、レジストパターン８９、９０をアッシン
グ法により除去する。図９の工程(20)において、ネガレ
ジストを塗布し背面から露光して現像すると、図９の工
程(21)に示すようにクロムパターンのないところのみレ
ジストパターン９１を残すことができる。
【００５７】次に、この上にフォトレジストを塗布し、
第７回目のフォトレジスト９２を形成する。図９の工程
(22)において、レジストパターン９１、９２に覆われな
い部分のクロム膜を工程(12)と同じ混合液を用いてエッ
チングにより除去する。図９の工程(23)においてネガレ
ジスト９１、９２をマスクとして、工程(3) と同じＲＩ
Ｅ装置及びエッチングガスを用い、工程(3) と同じエッ
チング条件で石英基板８１をエッチング時間１０分で１
２２ｎｍエッチングする。次に、図９の工程(24)におい
て、レジストパターン９１、９２をアッシング法により
除去する。クロム膜８２のパターンを工程(12)と同じ混
合液を用いてエッチングし、図９の工程(25)に示すよう
な８段の回折光学素子又は回折光学素子作製用のモール
ド型が完成する。
第７回目のフォトレジスト９２を形成する。図９の工程
(22)において、レジストパターン９１、９２に覆われな
い部分のクロム膜を工程(12)と同じ混合液を用いてエッ
チングにより除去する。図９の工程(23)においてネガレ
ジスト９１、９２をマスクとして、工程(3) と同じＲＩ
Ｅ装置及びエッチングガスを用い、工程(3) と同じエッ
チング条件で石英基板８１をエッチング時間１０分で１
２２ｎｍエッチングする。次に、図９の工程(24)におい
て、レジストパターン９１、９２をアッシング法により
除去する。クロム膜８２のパターンを工程(12)と同じ混
合液を用いてエッチングし、図９の工程(25)に示すよう
な８段の回折光学素子又は回折光学素子作製用のモール
ド型が完成する。
【００５８】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍの回折光学素子を、使用
波長２４８ｎｍで回折効率を測定した結果、反射による
損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対して
２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効率低
下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差による
ものである。
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍの回折光学素子を、使用
波長２４８ｎｍで回折効率を測定した結果、反射による
損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対して
２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効率低
下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差による
ものである。
【００５９】図１０、図１１は第７の実施例の回折光学
素子の製造工程の断面図を示す。図１０の工程(1) 〜工
程(3) は第６の実施例の図９の工程(1) 〜図９の工程
(3) と同様で、第１回目のレジストパターン８３を形成
してクロムパターンを完成する。
素子の製造工程の断面図を示す。図１０の工程(1) 〜工
程(3) は第６の実施例の図９の工程(1) 〜図９の工程
(3) と同様で、第１回目のレジストパターン８３を形成
してクロムパターンを完成する。
【００６０】図１０の工程(4) において、石英基板８１
にフォトレジストを塗布し、第２回目のレジストパター
ン９３を形成する。次に、図１０の工程(5) において、
レジストパターン９３及びクロム膜８２のパターンをマ
スクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッチングする。
図１０の工程(6) において、レジスト９３を剥離した後
に再びフォトレジストを塗布し、第３回目のレジストパ
ターン９４を形成する。図１０の工程(7) において、レ
ジストパターン９４及びクロム膜８２のパターンをマス
クとして石英基板８１を２４４ｎｍエッチングする。次
に、フォトレジスト９４を剥離した後に、再びフォトレ
ジストを塗布し、第４回目のレジストパターン９５を形
成する。
にフォトレジストを塗布し、第２回目のレジストパター
ン９３を形成する。次に、図１０の工程(5) において、
レジストパターン９３及びクロム膜８２のパターンをマ
スクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッチングする。
図１０の工程(6) において、レジスト９３を剥離した後
に再びフォトレジストを塗布し、第３回目のレジストパ
ターン９４を形成する。図１０の工程(7) において、レ
ジストパターン９４及びクロム膜８２のパターンをマス
クとして石英基板８１を２４４ｎｍエッチングする。次
に、フォトレジスト９４を剥離した後に、再びフォトレ
ジストを塗布し、第４回目のレジストパターン９５を形
成する。
【００６１】図１０の工程(8) において、レジストパタ
ーン９５及びクロム膜８２のパターンをマスクとして石
英基板８１を１２２ｎｍエッチングする。図１０の工程
(9)において、レジスト９５を剥離した後にポリイミド
膜９６を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布す
る。次に、酸素プラズマアッシング法によりポリイミド
膜９６をクロム膜８２のパターンの表面が露出するまで
エッチバックする。図１０の工程(10)においてレジスト
パターンを塗布し、リソグラフィ法により第５回目のレ
ジストパターン９７を形成する。図１０の工程(11)にお
いて、レジストパターン９７及びポリイミド膜９６に覆
われない部分のクロム膜を、例えば硝酸セリウムアンモ
ニウムと過塩素酸と水の混合液を用いてエッチングによ
り除去する。図１０の工程(12)において、レジストパタ
ーン９７及びポリイミド膜９６をマスクとして、平行平
板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガスを用い
て、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３
ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチ
ング条件で、石英基板８１をエッチング時間３０分で３
６６ｎｍエッチングする。
ーン９５及びクロム膜８２のパターンをマスクとして石
英基板８１を１２２ｎｍエッチングする。図１０の工程
(9)において、レジスト９５を剥離した後にポリイミド
膜９６を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布す
る。次に、酸素プラズマアッシング法によりポリイミド
膜９６をクロム膜８２のパターンの表面が露出するまで
エッチバックする。図１０の工程(10)においてレジスト
パターンを塗布し、リソグラフィ法により第５回目のレ
ジストパターン９７を形成する。図１０の工程(11)にお
いて、レジストパターン９７及びポリイミド膜９６に覆
われない部分のクロム膜を、例えば硝酸セリウムアンモ
ニウムと過塩素酸と水の混合液を用いてエッチングによ
り除去する。図１０の工程(12)において、レジストパタ
ーン９７及びポリイミド膜９６をマスクとして、平行平
板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガスを用い
て、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３
ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチ
ング条件で、石英基板８１をエッチング時間３０分で３
６６ｎｍエッチングする。
【００６２】図１１の工程(13)において、レジストパタ
ーン９７及びポリイミド膜９６を剥離した後に、ポリイ
ミド膜９８を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布
する。図１１の工程(14)において、酸素プラズマアッシ
ング法によりポリイミド膜９８をクロム膜８２のパター
ンの表面が露出するまでエッチバックする。次に、図１
１の工程(15)においてレジストパターンを塗布し、リソ
グラフィ法により第６回目のレジストパターン９９を形
成する。図１１の工程(16)において、レジストパターン
９９及びポリイミド膜９８に覆われない部分のクロム膜
２を、工程(11)と同じ混合液を用いてエッチングにより
除去する。
ーン９７及びポリイミド膜９６を剥離した後に、ポリイ
ミド膜９８を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布
する。図１１の工程(14)において、酸素プラズマアッシ
ング法によりポリイミド膜９８をクロム膜８２のパター
ンの表面が露出するまでエッチバックする。次に、図１
１の工程(15)においてレジストパターンを塗布し、リソ
グラフィ法により第６回目のレジストパターン９９を形
成する。図１１の工程(16)において、レジストパターン
９９及びポリイミド膜９８に覆われない部分のクロム膜
２を、工程(11)と同じ混合液を用いてエッチングにより
除去する。
【００６３】図１１の工程(17)において、レジストパタ
ーン９９及びボリイミド膜９８をマスクとして、石英基
板８１を例えば工程(12)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて、同じエッチング条件で２０分で２４４
ｎｍエッチングする。図１１の工程(18)において、レジ
ストパターン９９及びポリイミド膜９８を剥離する。そ
の後に図１１の工程(19)において、ポリイミド膜１００
を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布する。図１
１の工程(20)において、酸素プラズマアッシング法によ
りポリイミド膜１００をクロム膜８２のパターンの表面
が露出するまでエッチバックする。次に、図１１の工程
(21)においてレジストパターンを塗布し、リソグラフィ
法により第７回目のレジストパターン１０１を形成す
る。
ーン９９及びボリイミド膜９８をマスクとして、石英基
板８１を例えば工程(12)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて、同じエッチング条件で２０分で２４４
ｎｍエッチングする。図１１の工程(18)において、レジ
ストパターン９９及びポリイミド膜９８を剥離する。そ
の後に図１１の工程(19)において、ポリイミド膜１００
を全面にスピンコート法により約１μｍ塗布する。図１
１の工程(20)において、酸素プラズマアッシング法によ
りポリイミド膜１００をクロム膜８２のパターンの表面
が露出するまでエッチバックする。次に、図１１の工程
(21)においてレジストパターンを塗布し、リソグラフィ
法により第７回目のレジストパターン１０１を形成す
る。
【００６４】次に、図１１の工程(22)において、レジス
トパターン１０１及びポリイミド膜１００に覆われない
部分のクロム膜１０２を、工程(11)と同じ混合液を用い
てエッチングにより除去する。図１１の工程(23)におい
て、レジストパターン１０１及びポリイミド膜１００を
マスクとして、工程(12)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて、工程(12)と同じエッチング条件で石英
基板８１を１０分で１２２ｎｍエッチングする。図１１
の工程(24)において、レジストパターン１０１及びポリ
イミド膜１００をアッシング法により除去する。クロム
膜８２のパターンを工程(11)と同じ混合液を用いてエッ
チングし、図１１の工程(25)に示すような、８段の回折
光学素子又は回折光学素子作製用の型が完成する。
トパターン１０１及びポリイミド膜１００に覆われない
部分のクロム膜１０２を、工程(11)と同じ混合液を用い
てエッチングにより除去する。図１１の工程(23)におい
て、レジストパターン１０１及びポリイミド膜１００を
マスクとして、工程(12)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて、工程(12)と同じエッチング条件で石英
基板８１を１０分で１２２ｎｍエッチングする。図１１
の工程(24)において、レジストパターン１０１及びポリ
イミド膜１００をアッシング法により除去する。クロム
膜８２のパターンを工程(11)と同じ混合液を用いてエッ
チングし、図１１の工程(25)に示すような、８段の回折
光学素子又は回折光学素子作製用の型が完成する。
【００６５】図１２、図１３は第８の実施例の光ＣＶＤ
法による回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１
２の工程(1) において、先ず石英基板８１上にスパッタ
リング法によりクロム膜１０２を１００ｎｍの厚みに成
膜し、続いて酸化クロム膜１０３を２０〜３０ｎｍ成膜
する。この酸化クロム層により、露光光Ｌの石英基板８
１による反射が減少してパターニング精度が向上する。
図１２の工程(2) において、この基板８１にフォトレジ
ストを塗布し、ライン及びスペースの幅を０．３５μｍ
として第１回目のレジストパターン１０４を形成する。
続いて、レジストパターン１０４をマスクとしてクロム
膜１０２及び酸化クロム膜１０３を、平行平板型のＲＩ
Ｅ装置により塩素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガスを
用いてエッチングする。次にレジスト１０４を剥離し、
図１２の工程(3) に示すような酸化クロム／クロムのパ
ターンが完成する。この酸化クロム／クロムパターンに
より、以下に示す工程を経て全ての段の位置が規定され
る。
法による回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１
２の工程(1) において、先ず石英基板８１上にスパッタ
リング法によりクロム膜１０２を１００ｎｍの厚みに成
膜し、続いて酸化クロム膜１０３を２０〜３０ｎｍ成膜
する。この酸化クロム層により、露光光Ｌの石英基板８
１による反射が減少してパターニング精度が向上する。
図１２の工程(2) において、この基板８１にフォトレジ
ストを塗布し、ライン及びスペースの幅を０．３５μｍ
として第１回目のレジストパターン１０４を形成する。
続いて、レジストパターン１０４をマスクとしてクロム
膜１０２及び酸化クロム膜１０３を、平行平板型のＲＩ
Ｅ装置により塩素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガスを
用いてエッチングする。次にレジスト１０４を剥離し、
図１２の工程(3) に示すような酸化クロム／クロムのパ
ターンが完成する。この酸化クロム／クロムパターンに
より、以下に示す工程を経て全ての段の位置が規定され
る。
【００６６】図１２の工程(4) において、クロム膜１０
２及び酸化クロム膜１０３によるパターンをマスクとし
て、例えば平行平板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素
の混合ガスを用いて、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／
分、水素の流量３ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワ
ー６０Ｗのエッチング条件で、石英基板８１を５分で６
１ｎｍエッチングする。基板８１にフォトレジストを塗
布し、第２回目のレジストパターン１０５を形成する。
続いて、図１２の工程(5) において、レジストパターン
１０５、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパター
ンをマスクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッチング
する。図１２の工程(6) において、フォトレジスト１０
５を剥離した後に再びフォトレジストを塗布し、第３回
目のレジストパターン１０６を形成する。
２及び酸化クロム膜１０３によるパターンをマスクとし
て、例えば平行平板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素
の混合ガスを用いて、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／
分、水素の流量３ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワ
ー６０Ｗのエッチング条件で、石英基板８１を５分で６
１ｎｍエッチングする。基板８１にフォトレジストを塗
布し、第２回目のレジストパターン１０５を形成する。
続いて、図１２の工程(5) において、レジストパターン
１０５、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパター
ンをマスクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッチング
する。図１２の工程(6) において、フォトレジスト１０
５を剥離した後に再びフォトレジストを塗布し、第３回
目のレジストパターン１０６を形成する。
【００６７】図１２の工程(7) において、レジストパタ
ーン１０６、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパ
ターンをマスクとして石英基板８１を２４４ｎｍエッチ
ングする。次に、図１２の工程(8) において、フォトレ
ジスト１０６を剥離した後に、再びフォトレジストを塗
布して第４回目のレジストパターン１０７を形成する。
そして、レジストパターン１０７、クロム膜１０２、酸
化クロム膜１０３のパターンをマスクとして石英基板８
１を１２２ｎｍエッチングする。次に、図１２の工程
(9) において、レジストパターン１０７を酸素プラズマ
アッシング又は剥離液により除去する。
ーン１０６、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパ
ターンをマスクとして石英基板８１を２４４ｎｍエッチ
ングする。次に、図１２の工程(8) において、フォトレ
ジスト１０６を剥離した後に、再びフォトレジストを塗
布して第４回目のレジストパターン１０７を形成する。
そして、レジストパターン１０７、クロム膜１０２、酸
化クロム膜１０３のパターンをマスクとして石英基板８
１を１２２ｎｍエッチングする。次に、図１２の工程
(9) において、レジストパターン１０７を酸素プラズマ
アッシング又は剥離液により除去する。
【００６８】図１２の工程(10)において、工程(9) の状
態の基板をＡｌ2(ＣＨ3)6 ガス中で背面から紫外線、例
えばＫr Ｆレーザー光で露光する。このようにすると、
クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパターンのない
部分のみにアルミニウム膜１０８を１００〜２０ｎｍ成
膜することができる。このとき、裏面にもアルミニウム
膜１０９が析出している。図１２の工程(11)において、
この上にレジストパターン膜１１０を塗布した後に、燐
酸と硝酸と酢酸と水の混合液で、裏面のアルミニウム膜
１０９を除去する。図１２の工程(12)において、レジス
トパターン１１０を除去した後に、この上にフォトレジ
ストを塗布し、露光、現像することにより、第５回目の
レジスト１１１を形成する。
態の基板をＡｌ2(ＣＨ3)6 ガス中で背面から紫外線、例
えばＫr Ｆレーザー光で露光する。このようにすると、
クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパターンのない
部分のみにアルミニウム膜１０８を１００〜２０ｎｍ成
膜することができる。このとき、裏面にもアルミニウム
膜１０９が析出している。図１２の工程(11)において、
この上にレジストパターン膜１１０を塗布した後に、燐
酸と硝酸と酢酸と水の混合液で、裏面のアルミニウム膜
１０９を除去する。図１２の工程(12)において、レジス
トパターン１１０を除去した後に、この上にフォトレジ
ストを塗布し、露光、現像することにより、第５回目の
レジスト１１１を形成する。
【００６９】図１２の工程(13)において、レジストパタ
ーン１１１及びアルミニウム膜１０８に覆われていない
部分のクロム膜１０２、酸化クロム膜１０３をエッチン
グにより除去する。図１２の工程(14)において、レジス
トパターン１１１及びアルミニウム膜１０８をマスクと
して、工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを
用いて、同じエッチング条件で石英基板８１を３０分で
３６６ｎｍエッチングする。
ーン１１１及びアルミニウム膜１０８に覆われていない
部分のクロム膜１０２、酸化クロム膜１０３をエッチン
グにより除去する。図１２の工程(14)において、レジス
トパターン１１１及びアルミニウム膜１０８をマスクと
して、工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを
用いて、同じエッチング条件で石英基板８１を３０分で
３６６ｎｍエッチングする。
【００７０】図１３の工程(15)において、レジストパタ
ーン１１１をアッシング法又は剥離液により除去し、ア
ルミニウム膜１０８を工程(11)と同じ混合液でエッチン
グし除去した後に、基板をＡｌ2(ＣＨ3)6 ガス中で背面
から紫外線、例えばＫr Ｆレーザー光で露光する。この
ようにして、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパ
ターンのない部分のみに、アルミニウム膜１１２を２０
〜３０ｎｍ成膜することができるが、このとき裏面にも
アルミニウム膜１１３が析出している。図１３の工程(1
6)において、この上にレジストパターン膜１１４を塗布
した後に、工程(11)と同じ混合液で裏面のアルミニウム
膜１１３を除去する。図１３の工程(17)においてレジス
トパターン膜１１４を除去した後に、この上にフォトレ
ジストを塗布して、露光、現像することにより第６回目
のレジスト１１５を形成する。
ーン１１１をアッシング法又は剥離液により除去し、ア
ルミニウム膜１０８を工程(11)と同じ混合液でエッチン
グし除去した後に、基板をＡｌ2(ＣＨ3)6 ガス中で背面
から紫外線、例えばＫr Ｆレーザー光で露光する。この
ようにして、クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパ
ターンのない部分のみに、アルミニウム膜１１２を２０
〜３０ｎｍ成膜することができるが、このとき裏面にも
アルミニウム膜１１３が析出している。図１３の工程(1
6)において、この上にレジストパターン膜１１４を塗布
した後に、工程(11)と同じ混合液で裏面のアルミニウム
膜１１３を除去する。図１３の工程(17)においてレジス
トパターン膜１１４を除去した後に、この上にフォトレ
ジストを塗布して、露光、現像することにより第６回目
のレジスト１１５を形成する。
【００７１】図１３の工程(18)において、レジストパタ
ーン１１５及びアルミニウム膜１１２に覆われない部分
のクロム膜１０２、酸化クロム膜１０３を例えば硝酸セ
リウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いてエ
ッチングにより除去する。次に、図１３の工程(19)にお
いて、レジストパターン１１５及びアルミニウム膜１１
２をマスクとして、工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッ
チングガスを用いて、同じエッチング条件で石英基板８
１を２０分で２４４ｎｍエッチングする。レジストパタ
ーン１１５をアッシング法又は剥離液により除去し、ア
ルミニウム膜１１２を工程(11)と同じ混合液でエッチン
グして除去すると、図１３の工程(20)に示す状態とな
る。
ーン１１５及びアルミニウム膜１１２に覆われない部分
のクロム膜１０２、酸化クロム膜１０３を例えば硝酸セ
リウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いてエ
ッチングにより除去する。次に、図１３の工程(19)にお
いて、レジストパターン１１５及びアルミニウム膜１１
２をマスクとして、工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッ
チングガスを用いて、同じエッチング条件で石英基板８
１を２０分で２４４ｎｍエッチングする。レジストパタ
ーン１１５をアッシング法又は剥離液により除去し、ア
ルミニウム膜１１２を工程(11)と同じ混合液でエッチン
グして除去すると、図１３の工程(20)に示す状態とな
る。
【００７２】この石英基板８１をＡｌ2(ＣＨ3)6 ガス中
で背面から紫外線、例えばＫr Ｆレーザー光で露光す
る。このようにして、図１３の工程(21)に示すように、
クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパターンのない
部分のみにアルミニウム膜１１６を１０〜２０ｎｍ成膜
することができる。このとき、裏面にもアルミニウム膜
１１７が析出している。図１３の工程(22)において、こ
の上にレジストパターン膜１１８を塗布した後に、工程
(11)と同じ混合液で裏面のアルミニウム膜１１７を除去
する。図１３の工程(23)において、レジストパターン膜
１１８を除去した後に、この上にフォトレジストを塗布
し、露光、現像することにより第７回目のレジストパタ
ーン１１９を形成する。
で背面から紫外線、例えばＫr Ｆレーザー光で露光す
る。このようにして、図１３の工程(21)に示すように、
クロム膜１０２、酸化クロム膜１０３のパターンのない
部分のみにアルミニウム膜１１６を１０〜２０ｎｍ成膜
することができる。このとき、裏面にもアルミニウム膜
１１７が析出している。図１３の工程(22)において、こ
の上にレジストパターン膜１１８を塗布した後に、工程
(11)と同じ混合液で裏面のアルミニウム膜１１７を除去
する。図１３の工程(23)において、レジストパターン膜
１１８を除去した後に、この上にフォトレジストを塗布
し、露光、現像することにより第７回目のレジストパタ
ーン１１９を形成する。
【００７３】図１３の工程(24)において、レジストパタ
ーン１１９及びアルミニウム膜１１６に覆われていない
部分のクロム膜１０２及び酸化クロム膜１０３を、工程
(18)と同じ混合液を用いてエッチングにより除去する。
図１３の工程(25)において、レジストパターン１１９及
びアルミニウム膜１１６をマスクとして、工程(4) と同
じＲＩＥ装置エッチングガスを用いて、同じエッチング
条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎｍエッチングす
る。図１３の工程(26)において、レジストパターン膜１
１９をアッシング法又は剥離液により除去し、アルミニ
ウム膜１１６を工程(11)と同じ混合液でエッチングし除
去する。図１３の工程(27)において、クロム膜１０２、
酸化クロム１０３を工程(18)と同じ混合液を用いてエッ
チングして、８段の回折光学素子又は回折光学素子作製
用の型が完成する。
ーン１１９及びアルミニウム膜１１６に覆われていない
部分のクロム膜１０２及び酸化クロム膜１０３を、工程
(18)と同じ混合液を用いてエッチングにより除去する。
図１３の工程(25)において、レジストパターン１１９及
びアルミニウム膜１１６をマスクとして、工程(4) と同
じＲＩＥ装置エッチングガスを用いて、同じエッチング
条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎｍエッチングす
る。図１３の工程(26)において、レジストパターン膜１
１９をアッシング法又は剥離液により除去し、アルミニ
ウム膜１１６を工程(11)と同じ混合液でエッチングし除
去する。図１３の工程(27)において、クロム膜１０２、
酸化クロム１０３を工程(18)と同じ混合液を用いてエッ
チングして、８段の回折光学素子又は回折光学素子作製
用の型が完成する。
【００７４】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子の回
折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対
して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効
率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差と
エッチングの再現性不良によるものである。
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子の回
折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対
して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効
率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差と
エッチングの再現性不良によるものである。
【００７５】図１４、図１５は第９の実施例のアルミニ
ウムを用いたダマシン法による回折光学素子の製造工程
の断面図を示す。第６の実施例と同様に、図１４の工程
(1)において石英基板８１にフォトレジストを塗布し、
図１４の工程(2) においてフォトリソグラフィにより第
１回目のレジストパターン８３を形成し、図１４の工程
(3) においてレジストパターン８３をマスクとしてクロ
ム膜８２をエッチングする。
ウムを用いたダマシン法による回折光学素子の製造工程
の断面図を示す。第６の実施例と同様に、図１４の工程
(1)において石英基板８１にフォトレジストを塗布し、
図１４の工程(2) においてフォトリソグラフィにより第
１回目のレジストパターン８３を形成し、図１４の工程
(3) においてレジストパターン８３をマスクとしてクロ
ム膜８２をエッチングする。
【００７６】次に、図１４の工程(4) においてクロム膜
８２によるパターンをマスクとして、石英基板８１を６
１ｎｍエッチングする。更に、石英基板８１にフォトレ
ジストを塗布し、フォトリソグラフィにより第２回目の
レジストパターン１２０を形成する。図１４の工程(5)
において、レジストパターン１２０及びクロム膜８２の
パターンをマスクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッ
チングする。図１４の工程(6) において、フォトレジス
ト１２０を剥離した後に再びフォトレジストを塗布し、
フォトリソグラフィにより第３回目のレジストパターン
１２１を形成する。図１４の工程(7) において、レジス
トパターン１２１及びクロム膜８２のパターンをマスク
として石英基板８１を２４４ｎｍエッチングする。次
に、フォトレジスト１２１を剥離した後に、再びフォト
レジストを塗布し、第４回目のレジストパターン１２２
を形成する。
８２によるパターンをマスクとして、石英基板８１を６
１ｎｍエッチングする。更に、石英基板８１にフォトレ
ジストを塗布し、フォトリソグラフィにより第２回目の
レジストパターン１２０を形成する。図１４の工程(5)
において、レジストパターン１２０及びクロム膜８２の
パターンをマスクとして石英基板８１を３６６ｎｍエッ
チングする。図１４の工程(6) において、フォトレジス
ト１２０を剥離した後に再びフォトレジストを塗布し、
フォトリソグラフィにより第３回目のレジストパターン
１２１を形成する。図１４の工程(7) において、レジス
トパターン１２１及びクロム膜８２のパターンをマスク
として石英基板８１を２４４ｎｍエッチングする。次
に、フォトレジスト１２１を剥離した後に、再びフォト
レジストを塗布し、第４回目のレジストパターン１２２
を形成する。
【００７７】図１４の工程(8) において、レジストパタ
ーン１２２及びクロム膜８２のパターンをマスクとして
石英基板８１を１２２ｎｍエッチングする。そして、レ
ジストパターン１２２を酸素プラズマアッシング又は剥
離液により除去する。図１４の工程(9) において、スパ
ッタリング法によりアルミニウム膜１２３を１．５μｍ
の厚みに成膜する。そして、粒径５／１００μｍの酸化
セリウム研磨剤とウレタンシート研磨布を用いて、ラッ
プ盤により研磨条件３０ｒｐｍ、５０ｇ／ｃｍ2 で、ア
ルミニウム膜１２３をクロム膜８２の表面が露出するま
で研磨すると、図１４の工程(10)に示すような状態とな
る。図１４の工程(11)において、この上にフォトレジス
トを塗布し、露光、現像することにより第５回目のレジ
スト１２４を形成する。図１４の工程(12)において、レ
ジストパターン１２４及びアルミニウム膜１２３に覆わ
れない部分のクロム膜１０２のパターンを、例えば硝酸
セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いて
エッチングにより除去する。
ーン１２２及びクロム膜８２のパターンをマスクとして
石英基板８１を１２２ｎｍエッチングする。そして、レ
ジストパターン１２２を酸素プラズマアッシング又は剥
離液により除去する。図１４の工程(9) において、スパ
ッタリング法によりアルミニウム膜１２３を１．５μｍ
の厚みに成膜する。そして、粒径５／１００μｍの酸化
セリウム研磨剤とウレタンシート研磨布を用いて、ラッ
プ盤により研磨条件３０ｒｐｍ、５０ｇ／ｃｍ2 で、ア
ルミニウム膜１２３をクロム膜８２の表面が露出するま
で研磨すると、図１４の工程(10)に示すような状態とな
る。図１４の工程(11)において、この上にフォトレジス
トを塗布し、露光、現像することにより第５回目のレジ
スト１２４を形成する。図１４の工程(12)において、レ
ジストパターン１２４及びアルミニウム膜１２３に覆わ
れない部分のクロム膜１０２のパターンを、例えば硝酸
セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液を用いて
エッチングにより除去する。
【００７８】図１４の工程(13)において、レジストパタ
ーン１２４及びアルミニウム膜１２３をマスクとして、
平行平板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガス
を用いて、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の
流量３ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、の
エッチング条件で、石英基板８１を３０分で３６６ｎｍ
エッチングする。図１５の工程(14)においてレジストパ
ターン膜１２４及びアルミニウム膜１２３を除去した後
に、スパッタリング法によりアルミニウム膜１２５を
１．５μｍの厚みに成膜する。次に、工程(9) と同じラ
ップ盤を用いて同じ条件で、アルミニウム膜１２５をク
ロム膜８２の表面が露出するまで研磨すると、図１５の
工程(15)に示すような状態となる。図１５の工程(16)に
おいてこの上にフォトレジストを塗布し、露光、現像す
ることにより第５回目のフォトレジスト１２６を形成す
る。
ーン１２４及びアルミニウム膜１２３をマスクとして、
平行平板型のＲＩＥ装置によりＣＦ4 と水素の混合ガス
を用いて、例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の
流量３ｃｍ3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、の
エッチング条件で、石英基板８１を３０分で３６６ｎｍ
エッチングする。図１５の工程(14)においてレジストパ
ターン膜１２４及びアルミニウム膜１２３を除去した後
に、スパッタリング法によりアルミニウム膜１２５を
１．５μｍの厚みに成膜する。次に、工程(9) と同じラ
ップ盤を用いて同じ条件で、アルミニウム膜１２５をク
ロム膜８２の表面が露出するまで研磨すると、図１５の
工程(15)に示すような状態となる。図１５の工程(16)に
おいてこの上にフォトレジストを塗布し、露光、現像す
ることにより第５回目のフォトレジスト１２６を形成す
る。
【００７９】図１５の工程(17)において、レジストパタ
ーン膜１２６及びアルミニウム膜１２５に覆われない部
分のクロム膜８２を、工程(11)と同じ混合液を用いてエ
ッチングにより除去する。図１５の工程(18)において、
レジストパターン膜１２６及びアルミニウム膜１２５を
マスクとして、工程(13)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて同じエッチング条件で、石英基板８１を
２０分で２４４ｎｍエッチングする。
ーン膜１２６及びアルミニウム膜１２５に覆われない部
分のクロム膜８２を、工程(11)と同じ混合液を用いてエ
ッチングにより除去する。図１５の工程(18)において、
レジストパターン膜１２６及びアルミニウム膜１２５を
マスクとして、工程(13)と同じＲＩＥ装置及びエッチン
グガスを用いて同じエッチング条件で、石英基板８１を
２０分で２４４ｎｍエッチングする。
【００８０】次に、レジストパターン膜１２６をアッシ
ング法又は剥離液により除去し、アルミニウム膜１２５
を燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液でエッチングして除去
し、図１５の工程(19)に示すような状態となる。次に、
図１５の工程(20)において、スパッタリング法によりア
ルミニウム膜１２７を１．５μｍの厚みに成膜する。工
程(9) と同じラップ盤を用いて同じ条件でアルミニウム
膜１２７をクロム膜８２の表面が露出するまで研磨する
と、図１５の工程(21)に示すような状態となる。図１５
の工程(22)においてこの上にフォトレジストを塗布し、
露光、現像することにより第６回目のレジスト１２８を
形成する。
ング法又は剥離液により除去し、アルミニウム膜１２５
を燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液でエッチングして除去
し、図１５の工程(19)に示すような状態となる。次に、
図１５の工程(20)において、スパッタリング法によりア
ルミニウム膜１２７を１．５μｍの厚みに成膜する。工
程(9) と同じラップ盤を用いて同じ条件でアルミニウム
膜１２７をクロム膜８２の表面が露出するまで研磨する
と、図１５の工程(21)に示すような状態となる。図１５
の工程(22)においてこの上にフォトレジストを塗布し、
露光、現像することにより第６回目のレジスト１２８を
形成する。
【００８１】図１５の工程(23)において、レジストパタ
ーン４８及びアルミニウム膜１２７に覆われない部分の
クロム膜１０２を、工程(11)と同じ混合液を用いて除去
する。次に、図１５の工程(24)において、レジストパタ
ーン２８及びアルミニウム膜１２７をマスクとして、工
程(13)と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用いて、
同じエッチング条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎ
ｍエッチングする。次に、レジストパターン４８をアッ
シング法又は剥離液により除去し、アルミニウム膜１２
７を工程(19)と同じ混合液でエッチングして除去して、
図１５の工程(25)に示す状態となる。図１５の工程(26)
において、クロム膜１０２を工程(11)と同じ混合液を用
いてエッチングして、８段の回折光学素子又は回折光学
素子作製用の型が完成する。
ーン４８及びアルミニウム膜１２７に覆われない部分の
クロム膜１０２を、工程(11)と同じ混合液を用いて除去
する。次に、図１５の工程(24)において、レジストパタ
ーン２８及びアルミニウム膜１２７をマスクとして、工
程(13)と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用いて、
同じエッチング条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎ
ｍエッチングする。次に、レジストパターン４８をアッ
シング法又は剥離液により除去し、アルミニウム膜１２
７を工程(19)と同じ混合液でエッチングして除去して、
図１５の工程(25)に示す状態となる。図１５の工程(26)
において、クロム膜１０２を工程(11)と同じ混合液を用
いてエッチングして、８段の回折光学素子又は回折光学
素子作製用の型が完成する。
【００８２】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子を、
使用波長２４８ｎｍで回折効率を測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対
して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効
率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差と
エッチングの再現性不良によるものである。
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子を、
使用波長２４８ｎｍで回折効率を測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９３％であり、理論値に対
して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折効
率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差と
エッチングの再現性不良によるものである。
【００８３】図１６は第１０の実施例の反射型階段状回
折光学素子の断面図を示す。第６の実施例の方法により
作製した図８、図９に示すような階段状基板、第７の実
施例による方法により作製した図１０、図１１に示すよ
うな階段状基板、第８の実施例の方法により作製した図
１２、図１３に示すような階段状基板、又は第９の実施
例の方法により作製した図１４、図１５に示すような階
段状基板上に、スパッタリング法によりアルミニウム膜
１２９を１００ｎｍ成膜することにより、図１６に示す
ような反射型の階段状回折光学素子が完成する。
折光学素子の断面図を示す。第６の実施例の方法により
作製した図８、図９に示すような階段状基板、第７の実
施例による方法により作製した図１０、図１１に示すよ
うな階段状基板、第８の実施例の方法により作製した図
１２、図１３に示すような階段状基板、又は第９の実施
例の方法により作製した図１４、図１５に示すような階
段状基板上に、スパッタリング法によりアルミニウム膜
１２９を１００ｎｍ成膜することにより、図１６に示す
ような反射型の階段状回折光学素子が完成する。
【００８４】この完成した最小線幅が０．３５μｍ、１
段の段差が３０．５ｎｍである回折光学素子の回折効率
を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、回折効率は９
１％であり、理論値に対して４％の回折効率低下量であ
った。この４％の回折効率低下の主要因は、最初のクロ
ムパターンの線幅誤差とエッチングの再現性不良、及び
スパッタリングによる段差部形状のなまりによるもので
ある。
段の段差が３０．５ｎｍである回折光学素子の回折効率
を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、回折効率は９
１％であり、理論値に対して４％の回折効率低下量であ
った。この４％の回折効率低下の主要因は、最初のクロ
ムパターンの線幅誤差とエッチングの再現性不良、及び
スパッタリングによる段差部形状のなまりによるもので
ある。
【００８５】図１７、図１８、図１９は第１１の実施例
の回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１７、図
１８の工程(1) 〜(24)の工程は、エッチング厚さ及びエ
ッチング時間以外は第１の実施例の図８、図９の工程
(1) 〜工程(24)と全く同様なので、次に相違点のみを列
挙し、詳しい説明は省略する。
の回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図１７、図
１８の工程(1) 〜(24)の工程は、エッチング厚さ及びエ
ッチング時間以外は第１の実施例の図８、図９の工程
(1) 〜工程(24)と全く同様なので、次に相違点のみを列
挙し、詳しい説明は省略する。
【００８６】図１７の工程(3) において、クロム膜８２
によるパターンをマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間２．５分で３０．５μｍエッチングする。
によるパターンをマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間２．５分で３０．５μｍエッチングする。
【００８７】図１７の工程(13)において、レジストパタ
ーン８７、８８をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間１５分で１８３μｍエッチングする。
ーン８７、８８をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間１５分で１８３μｍエッチングする。
【００８８】図１８の工程(18)において、レジストパタ
ーン８９、９０をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間１０分で１２２μｍエッチングする。
ーン８９、９０をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間１０分で１２２μｍエッチングする。
【００８９】図１８の工程(24)において、レジストパタ
ーン９１、９２をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間５分で６１μｍエッチングする。
ーン９１、９２をマスクとして、石英基板８１をエッチ
ング時間５分で６１μｍエッチングする。
【００９０】以上の条件により、ネガレジストを背面露
光する技法を用いて、図１８の工程(24)に示すような状
態の基板８１が形成される。なお、背面露光技法ではな
くアルミニウムを用いたダマシン法、エッチバック法、
裏面照射による光ＣＶＤ法等の技法を用いても支障はな
い。
光する技法を用いて、図１８の工程(24)に示すような状
態の基板８１が形成される。なお、背面露光技法ではな
くアルミニウムを用いたダマシン法、エッチバック法、
裏面照射による光ＣＶＤ法等の技法を用いても支障はな
い。
【００９１】図１９の工程(25)において、スパッタリン
グ法によりアルミニウム膜１３０を１．５μｍの厚みに
成膜する。次に、ダマシン法により例えば粒径５／１０
０μの酸化セリウム研磨剤とウレタンシートの研磨布を
用いて、ラップ盤により研磨条件３０ｒｐｍ、５０ｇ／
ｃｍ2 で、アルミニウム膜１３０をクロム膜８２の表面
が露出するまで研磨すると、図１９の工程(26)に示すよ
うな状態となる。なお、アルミニウムを用いたダマシン
法ではなく、ネガレジストを背面露光する技法、エッチ
バック法、裏面照射による光ＣＶＤ法等の技法を用いて
もよい。図１９の工程(27)において、この上にフォトレ
ジストを塗布して露光、現像することにより、第７回目
のレジストパターン１３１を形成する。
グ法によりアルミニウム膜１３０を１．５μｍの厚みに
成膜する。次に、ダマシン法により例えば粒径５／１０
０μの酸化セリウム研磨剤とウレタンシートの研磨布を
用いて、ラップ盤により研磨条件３０ｒｐｍ、５０ｇ／
ｃｍ2 で、アルミニウム膜１３０をクロム膜８２の表面
が露出するまで研磨すると、図１９の工程(26)に示すよ
うな状態となる。なお、アルミニウムを用いたダマシン
法ではなく、ネガレジストを背面露光する技法、エッチ
バック法、裏面照射による光ＣＶＤ法等の技法を用いて
もよい。図１９の工程(27)において、この上にフォトレ
ジストを塗布して露光、現像することにより、第７回目
のレジストパターン１３１を形成する。
【００９２】図１９の工程(28)において、レジストパタ
ーン１３１及びアルミニウム膜１３０に覆われない部分
のクロム膜８２を、例えば硝酸セリウムアンモニウムと
過塩素酸と水の混合液を用いてエッチングにより除去す
る。図１９の工程(29)において、この上にフォトレジス
トを塗布して露光、現像することにより、第８回目のレ
ジストパターン１３２を形成する。次に、この状態から
レジストパターン１３２に覆われない部分のアルミニウ
ム膜１３０を、燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液でエッチ
ングし除去すると、図１９の工程(30)に示すような状態
となる。
ーン１３１及びアルミニウム膜１３０に覆われない部分
のクロム膜８２を、例えば硝酸セリウムアンモニウムと
過塩素酸と水の混合液を用いてエッチングにより除去す
る。図１９の工程(29)において、この上にフォトレジス
トを塗布して露光、現像することにより、第８回目のレ
ジストパターン１３２を形成する。次に、この状態から
レジストパターン１３２に覆われない部分のアルミニウ
ム膜１３０を、燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液でエッチ
ングし除去すると、図１９の工程(30)に示すような状態
となる。
【００９３】図１９の工程(31)において、フォトレジス
ト１３２を剥離液又は酸素プラズマアッシング法により
除去する。図１９の工程(32)においてクロム膜８２及び
アルミニウム膜１３０をマスクとして、例えば平行平板
型のＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混合ガスを用いて、
例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ
3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング
条件で、石英基板８１を２０分で２４４ｎｍエッチング
する。次に、アルミニウム膜１３０を工程(30)と同じ混
合液でエッチングし除去し、図１９の工程(33)に示すよ
うな状態となる。続いて、クロム膜８２を工程(28)と同
じ混合液を用いてエッチングにより除去して、図１９の
工程(34)に示すような１６段の階段状回折光学素子が完
成する。
ト１３２を剥離液又は酸素プラズマアッシング法により
除去する。図１９の工程(32)においてクロム膜８２及び
アルミニウム膜１３０をマスクとして、例えば平行平板
型のＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混合ガスを用いて、
例えばＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ
3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング
条件で、石英基板８１を２０分で２４４ｎｍエッチング
する。次に、アルミニウム膜１３０を工程(30)と同じ混
合液でエッチングし除去し、図１９の工程(33)に示すよ
うな状態となる。続いて、クロム膜８２を工程(28)と同
じ混合液を用いてエッチングにより除去して、図１９の
工程(34)に示すような１６段の階段状回折光学素子が完
成する。
【００９４】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差３０．５ｎｍである回折光学素子の
回折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射
による損失を除いた回折効率は９７％であり、理論値に
対して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折
効率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差
及びエッチング深さのエラーによるものである。
５μｍ、１段の段差３０．５ｎｍである回折光学素子の
回折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射
による損失を除いた回折効率は９７％であり、理論値に
対して２％の回折効率低下量であった。この２％の回折
効率低下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差
及びエッチング深さのエラーによるものである。
【００９５】図２０、図２１は第１２の実施例の回折光
学素子の製造工程の断面図を示す。図２０の工程(1) に
示す石英基板８１上に、クロム膜８２をスパッタリング
法により１００ｎｍの厚さに成膜し、図２０の工程(2)
に示す状態とする。この石英基板８１にフォトレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィ法によりライン及びスペ
ースの幅を共に０．３５μｍとして、第１回目のレジス
トパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマ
スクにクロム膜８２を、平行平板型のＲＩＥ装置及び塩
素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガスを用いてエッチン
グする。次に、フォトレジストを剥離して、図２０の工
程(3) に示すようなクロム膜８２によるパターンが完成
する。このクロム膜８２のパターンにより、以下に示す
工程を経て全ての段の位置が規定される。
学素子の製造工程の断面図を示す。図２０の工程(1) に
示す石英基板８１上に、クロム膜８２をスパッタリング
法により１００ｎｍの厚さに成膜し、図２０の工程(2)
に示す状態とする。この石英基板８１にフォトレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィ法によりライン及びスペ
ースの幅を共に０．３５μｍとして、第１回目のレジス
トパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマ
スクにクロム膜８２を、平行平板型のＲＩＥ装置及び塩
素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガスを用いてエッチン
グする。次に、フォトレジストを剥離して、図２０の工
程(3) に示すようなクロム膜８２によるパターンが完成
する。このクロム膜８２のパターンにより、以下に示す
工程を経て全ての段の位置が規定される。
【００９６】図２０の工程(4) において、石英基板８１
をクロム膜８２によるパターンをマスクに、例えば平行
平板型のＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混合ガスを用
い、ＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ3
／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング条
件で、エッチング時間５分で６１ｎｍエッチングする。
続いて、図２０の工程(5) において石英基板８１にフォ
トレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により第２
回目のレジストパターン１３３を形成する。図２０の工
程(6) において、レジストパターン１３３及びクロム膜
８２のパターンをマスクとして、石英基板８１を１２２
ｎｍエッチングする。次に、レジストパターン１３３を
剥離すると、図２０の工程(7) に示すような状態とな
る。
をクロム膜８２によるパターンをマスクに、例えば平行
平板型のＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混合ガスを用
い、ＣＦ4 の流量２０ｃｍ3 ／分、水素の流量３ｃｍ3
／分、圧力４Ｐａ、ＲＦのパワー６０Ｗのエッチング条
件で、エッチング時間５分で６１ｎｍエッチングする。
続いて、図２０の工程(5) において石英基板８１にフォ
トレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により第２
回目のレジストパターン１３３を形成する。図２０の工
程(6) において、レジストパターン１３３及びクロム膜
８２のパターンをマスクとして、石英基板８１を１２２
ｎｍエッチングする。次に、レジストパターン１３３を
剥離すると、図２０の工程(7) に示すような状態とな
る。
【００９７】次に、図２０の工程(8) においてスパッタ
リング法により、アルミニウム膜１３４を１．５μｍの
厚みに成膜する。アルミニウム膜１３４を例えば粒径５
／１００μｍの酸化セリウム研磨剤及びウレタンシート
研磨布を用いて、ラップ盤により３０ｒｐｍ、５０ｇ／
ｃｍ2 の研磨条件で、クロム膜８２の表面が露出するま
で研磨すると、図２０の工程(9) に示すような状態とな
る。次に、図２０の(10)において、この上にフォトレジ
ストを塗布して露光、現像することにより、第５回目の
フォトレジストパターン１３５を形成する。続いて、図
２０の(11)において、レジストパターン１３５及びアル
ミニウム膜１３４に覆われない部分のクロム１６を、例
えば硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液
を用いてエッチングにより除去する。
リング法により、アルミニウム膜１３４を１．５μｍの
厚みに成膜する。アルミニウム膜１３４を例えば粒径５
／１００μｍの酸化セリウム研磨剤及びウレタンシート
研磨布を用いて、ラップ盤により３０ｒｐｍ、５０ｇ／
ｃｍ2 の研磨条件で、クロム膜８２の表面が露出するま
で研磨すると、図２０の工程(9) に示すような状態とな
る。次に、図２０の(10)において、この上にフォトレジ
ストを塗布して露光、現像することにより、第５回目の
フォトレジストパターン１３５を形成する。続いて、図
２０の(11)において、レジストパターン１３５及びアル
ミニウム膜１３４に覆われない部分のクロム１６を、例
えば硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸と水の混合液
を用いてエッチングにより除去する。
【００９８】図２０の工程(12)において、レジストパタ
ーン１３５及びアルミニウム膜１３４をマスクとして、
工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用いて
同じエッチング条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎ
ｍエッチングする。続いて、レジストパターン１３５を
剥離液又はプラズマアッシング法により除去し、アルミ
ニウム膜１３４を燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液により
エッチングして除去すると、図２０の工程(13)に示すよ
うな状態となる。
ーン１３５及びアルミニウム膜１３４をマスクとして、
工程(4) と同じＲＩＥ装置及びエッチングガスを用いて
同じエッチング条件で石英基板８１を１０分で１２２ｎ
ｍエッチングする。続いて、レジストパターン１３５を
剥離液又はプラズマアッシング法により除去し、アルミ
ニウム膜１３４を燐酸と硝酸と酢酸と水の混合液により
エッチングして除去すると、図２０の工程(13)に示すよ
うな状態となる。
【００９９】次に、工程(13)の状態の石英基板８１を、
Ａl2 (ＣＨ3)6 ガスと酸素ガス中で背面より紫外線、例
えばＫr Ｆレーザーで露光する。このようにすると、ク
ロム膜８２のない部分のみに酸化アルミニウム膜１３６
が５００ｎｍの厚さに成膜され、裏面にも酸化アルミニ
ウム膜１３６が析出する。なお、裏面の酸化アルミニウ
ム膜１３６が不要な場合は、図２０の工程(14)に示すよ
うに表面をレジストで覆って燐酸により除去すればよ
い。図２１の工程(15)において、フォトレジスト１３７
を塗布する。図２１の工程(16)において、露光、現像す
ることにより第５回目のレジストパターン１３８を形成
する。
Ａl2 (ＣＨ3)6 ガスと酸素ガス中で背面より紫外線、例
えばＫr Ｆレーザーで露光する。このようにすると、ク
ロム膜８２のない部分のみに酸化アルミニウム膜１３６
が５００ｎｍの厚さに成膜され、裏面にも酸化アルミニ
ウム膜１３６が析出する。なお、裏面の酸化アルミニウ
ム膜１３６が不要な場合は、図２０の工程(14)に示すよ
うに表面をレジストで覆って燐酸により除去すればよ
い。図２１の工程(15)において、フォトレジスト１３７
を塗布する。図２１の工程(16)において、露光、現像す
ることにより第５回目のレジストパターン１３８を形成
する。
【０１００】図２１の工程(17)において、レジストパタ
ーン１３８に覆われない部分の酸化アルミニウム膜１３
６を燐酸により除去する。図２１の工程(18)においてレ
ジストパターン１３８を剥離液又はプラズマアッシング
法により除去し、図２１の工程(19)においてフォトレジ
スト１３９を塗布する。次に、図２１の工程(20)におい
て、フォトリソグラフィ法によりレジストパターン１４
０を形成する。図２１の工程(21)において、レジストパ
ターン１４０に覆われない部分のクロム膜８２を工程(1
1)と同じ混合液を用いてエッチングにより除去する。次
に、レジストパターン１４０を剥離して図２１の工程(2
2)に示すような状態となる。
ーン１３８に覆われない部分の酸化アルミニウム膜１３
６を燐酸により除去する。図２１の工程(18)においてレ
ジストパターン１３８を剥離液又はプラズマアッシング
法により除去し、図２１の工程(19)においてフォトレジ
スト１３９を塗布する。次に、図２１の工程(20)におい
て、フォトリソグラフィ法によりレジストパターン１４
０を形成する。図２１の工程(21)において、レジストパ
ターン１４０に覆われない部分のクロム膜８２を工程(1
1)と同じ混合液を用いてエッチングにより除去する。次
に、レジストパターン１４０を剥離して図２１の工程(2
2)に示すような状態となる。
【０１０１】図２１の工程(23)において、クロム膜８２
及び酸化アルミニウム膜１３６をマスクして、石英基板
８１を工程(4) と同じＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混
合ガスを用いて、同じエッチング条件でエッチング時間
２０分で２４４ｎｍエッチングする。図２１の工程(24)
において酸化アルミニウム膜１３６を燐酸によりエッチ
ングし、最後にクロム膜８２を例えば工程(11)と同じ混
合液を用いてエッチングにより除去し、階段状基板上に
スパッタリング法によりアルミニウム膜４９を１００ｎ
ｍの厚みに成膜すると、図２１の工程(25)に示すような
反射型の階段状回折光学素子が完成する。
及び酸化アルミニウム膜１３６をマスクして、石英基板
８１を工程(4) と同じＲＩＥ装置及びＣＦ4 と水素の混
合ガスを用いて、同じエッチング条件でエッチング時間
２０分で２４４ｎｍエッチングする。図２１の工程(24)
において酸化アルミニウム膜１３６を燐酸によりエッチ
ングし、最後にクロム膜８２を例えば工程(11)と同じ混
合液を用いてエッチングにより除去し、階段状基板上に
スパッタリング法によりアルミニウム膜４９を１００ｎ
ｍの厚みに成膜すると、図２１の工程(25)に示すような
反射型の階段状回折光学素子が完成する。
【０１０２】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子の回
折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９１％で、理論値に対して
４％の回折効率低下量であった。この２％の回折効率低
下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差とエッ
チングの再現性不良等によるものである。なお、従来例
により作製した回折光学素子の回折光率は７６％であ
り、本発明の有効性は明らかである。
５μｍ、１段の段差が６１ｎｍである回折光学素子の回
折効率を、使用波長２４８ｎｍで測定した結果、反射に
よる損失を除いた回折効率は９１％で、理論値に対して
４％の回折効率低下量であった。この２％の回折効率低
下の主要因は、最初のクロムパターンの線幅誤差とエッ
チングの再現性不良等によるものである。なお、従来例
により作製した回折光学素子の回折光率は７６％であ
り、本発明の有効性は明らかである。
【０１０３】図２２は第１３の実施例の樹脂製の階段状
回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図８、図９に
示す第６の実施例の階段状基板、図１０、図１１に示す
第７の実施例の階段状基板、図１２、図１３に示す第８
の実施例の階段状基板、又は図１４、図１５に示す第９
の実施例の階段状基板を型とする。
回折光学素子の製造工程の断面図を示す。図８、図９に
示す第６の実施例の階段状基板、図１０、図１１に示す
第７の実施例の階段状基板、図１２、図１３に示す第８
の実施例の階段状基板、又は図１４、図１５に示す第９
の実施例の階段状基板を型とする。
【０１０４】先ず、図２２の工程(1) において、シリン
ジ１５０から硝子基板１５１上に、アクリル系やエポキ
シ系等の紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂の反応硬化
型樹脂１５２を滴下する。次に、図２２の工程(2) 、工
程(3) に示すように階段状基板型１５３を樹脂１５２の
上から押し付けて、レプリカ層１５４を形成する。な
お、型となる階段状基板型１５３を樹脂１５２に押し付
ける前に階段状基板型１５３の表面に必要に応じて離型
剤を塗布しておく。
ジ１５０から硝子基板１５１上に、アクリル系やエポキ
シ系等の紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂の反応硬化
型樹脂１５２を滴下する。次に、図２２の工程(2) 、工
程(3) に示すように階段状基板型１５３を樹脂１５２の
上から押し付けて、レプリカ層１５４を形成する。な
お、型となる階段状基板型１５３を樹脂１５２に押し付
ける前に階段状基板型１５３の表面に必要に応じて離型
剤を塗布しておく。
【０１０５】次に、紫外線硬化型樹脂の場合は型となる
階段状基板型１５３側から紫外線を照射して、樹脂を固
化させる。また、熱硬化型樹脂の場合には加熱処理によ
り樹脂を固化させる。そして、階段状基板型１５３を剥
離すると、図２２の工程(4)に示すような階段状回折光
学素子１５５が完成する。
階段状基板型１５３側から紫外線を照射して、樹脂を固
化させる。また、熱硬化型樹脂の場合には加熱処理によ
り樹脂を固化させる。そして、階段状基板型１５３を剥
離すると、図２２の工程(4)に示すような階段状回折光
学素子１５５が完成する。
【０１０６】このようにして完成した最小線幅が０．３
５μｍ、１段の段差が１２０ｎｍである回折光学素子の
回折効率を、使用波長５００ｎｍで測定した結果、回折
効率は９０％であり、理論値に対して５％の回折効率低
下量であった。この５％の回折効率低下の主要因は、最
初のクロムパターンの線幅誤差とエッチングの再現性不
良、及び樹脂１４７の収縮等によるものである。
５μｍ、１段の段差が１２０ｎｍである回折光学素子の
回折効率を、使用波長５００ｎｍで測定した結果、回折
効率は９０％であり、理論値に対して５％の回折効率低
下量であった。この５％の回折効率低下の主要因は、最
初のクロムパターンの線幅誤差とエッチングの再現性不
良、及び樹脂１４７の収縮等によるものである。
【０１０７】図２３、図２４、図２５は第１４の実施例
の階段状回折光学素子の製造工程の断面図を示す。先
ず、図２３の工程(1) において、石英基板１６１上にク
ロム膜１６２をスパッタリング法により１００ｎｍの厚
さに成膜する。また、パターニングの解像力向上のため
クロム膜１６２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロム膜等の
反射防止膜を設けてもよい。
の階段状回折光学素子の製造工程の断面図を示す。先
ず、図２３の工程(1) において、石英基板１６１上にク
ロム膜１６２をスパッタリング法により１００ｎｍの厚
さに成膜する。また、パターニングの解像力向上のため
クロム膜１６２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロム膜等の
反射防止膜を設けてもよい。
【０１０８】図２３の工程(2) において、石英基板１６
１にフォトレジストを塗布し、第１回目のレジストパタ
ーン１６３を形成する。このときのライン及びスペース
の幅は共に、０．３５μｍである。続いて、図２３の工
程(3) においてレジストパターン１６３をマスクにクロ
ム膜１６２をエッチングする。このときのエッチングは
例えば平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、エッチング
ガスには例えば塩素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガス
を用いる。次に、レジストパターン１６３を酸素アッシ
ング法又は剥離液により剥離する。そして、クロム膜１
６２により以下に示す工程を経て、全ての段の位置が規
定される。
１にフォトレジストを塗布し、第１回目のレジストパタ
ーン１６３を形成する。このときのライン及びスペース
の幅は共に、０．３５μｍである。続いて、図２３の工
程(3) においてレジストパターン１６３をマスクにクロ
ム膜１６２をエッチングする。このときのエッチングは
例えば平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、エッチング
ガスには例えば塩素ガス又は塩素ガスと酸素の混合ガス
を用いる。次に、レジストパターン１６３を酸素アッシ
ング法又は剥離液により剥離する。そして、クロム膜１
６２により以下に示す工程を経て、全ての段の位置が規
定される。
【０１０９】図２３の工程(4) において、クロム膜１６
２によるパターンをマスクに、石英基板１６１を６１ｎ
ｍエッチングする。このときのエッチングには例えば平
行平板型のＲＩＥ装置を用い、エッチングガスは例えば
ＣＦ４と水素の混合ガスを用いる。エッチング条件は例
えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ3 ／
分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時間５
分とする。
２によるパターンをマスクに、石英基板１６１を６１ｎ
ｍエッチングする。このときのエッチングには例えば平
行平板型のＲＩＥ装置を用い、エッチングガスは例えば
ＣＦ４と水素の混合ガスを用いる。エッチング条件は例
えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ3 ／
分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時間５
分とする。
【０１１０】続いて、図２３の工程(5) において、石英
基板１６１上にフォトレジストを塗布し、第２回目のレ
ジストパターン１６４を形成する。このときのアライメ
ント精度はクロム膜１６２によるパターンの線幅の半分
あればよく、通常の露光装置であれば間違いなく達成で
きる値である。このことは、以下の他の実施例も含め、
全ての２回目以降のパターニングに当てはまる。次に図
２３の工程(6) において、レジストパターン１６４及び
クロム膜１６２をマスクに、石英基板１６１を６１ｎｍ
エッチングする。
基板１６１上にフォトレジストを塗布し、第２回目のレ
ジストパターン１６４を形成する。このときのアライメ
ント精度はクロム膜１６２によるパターンの線幅の半分
あればよく、通常の露光装置であれば間違いなく達成で
きる値である。このことは、以下の他の実施例も含め、
全ての２回目以降のパターニングに当てはまる。次に図
２３の工程(6) において、レジストパターン１６４及び
クロム膜１６２をマスクに、石英基板１６１を６１ｎｍ
エッチングする。
【０１１１】図２３の工程(7) において、フォトレジス
トパターン１６４を剥離する。次に、図２３の工程(8)
において、ネガレジストを塗布し背面から露光する。こ
れを現像すると図２３の工程(9) に示すように、クロム
膜１６２のないところのみにレジストパターン１６５を
残すことができる。このとき、クロム膜１６２自体がネ
ガレジスト露光のためのコンタクトマスクとなるため
に、完全に正確なアライメントになる。
トパターン１６４を剥離する。次に、図２３の工程(8)
において、ネガレジストを塗布し背面から露光する。こ
れを現像すると図２３の工程(9) に示すように、クロム
膜１６２のないところのみにレジストパターン１６５を
残すことができる。このとき、クロム膜１６２自体がネ
ガレジスト露光のためのコンタクトマスクとなるため
に、完全に正確なアライメントになる。
【０１１２】次に、図２４の工程(10)においてこの上に
フォトレジストを塗布し、第５回目のフォトレジストパ
ターン１６６を形成する。図２４の工程(11)においてレ
ジスト１６６、１６５に覆われない部分のクロム膜１６
２をエッチングにより除去する。このエッチングには、
例えば硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合
液を用いる。
フォトレジストを塗布し、第５回目のフォトレジストパ
ターン１６６を形成する。図２４の工程(11)においてレ
ジスト１６６、１６５に覆われない部分のクロム膜１６
２をエッチングにより除去する。このエッチングには、
例えば硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合
液を用いる。
【０１１３】図２４の工程(12)において、レジスト１６
６及びレジスト１６５をマスクに石英基板１６１を１２
２ｎｍエッチングする。このときのエッチングは例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を用いて、エッチングガスは例
えばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。エッチング条件
は例えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ3
／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時間
３０分とする。
６及びレジスト１６５をマスクに石英基板１６１を１２
２ｎｍエッチングする。このときのエッチングは例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を用いて、エッチングガスは例
えばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。エッチング条件
は例えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ3
／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時間
３０分とする。
【０１１４】図２４の工程(13)において、レジスト１６
６、１６５をアッシング法により除去する。図２４の工
程(14)においてこの上にフォトレジストを塗布し、フォ
トリソグラフィによりフォトレジストパターン１６７を
形成する。図２４の工程(15)において、クロム膜１６２
及びパターン１６７をマスクに基板１６１を２４４ｎｍ
エッチングする。
６、１６５をアッシング法により除去する。図２４の工
程(14)においてこの上にフォトレジストを塗布し、フォ
トリソグラフィによりフォトレジストパターン１６７を
形成する。図２４の工程(15)において、クロム膜１６２
及びパターン１６７をマスクに基板１６１を２４４ｎｍ
エッチングする。
【０１１５】次に、ネガレジストを塗布し背面から露光
し、これを現像すると図２５の工程(16)に示すようにク
ロム膜１６２のないところのみにレジストパターン１６
８を残すことができる。この上にフォトレジストを塗布
し、図２５の工程(17)においてフォトリソグラフィによ
りフォトレジストパターン１６９を形成する。図２５の
工程(18)において、パターン１６９、１６８に覆われな
い部分のクロム膜１６２をエッチングにより除去する。
このエッチングには、例えば硝酸セリウムアンモニウ
ム、過塩素酸、水の混合液を用いる。
し、これを現像すると図２５の工程(16)に示すようにク
ロム膜１６２のないところのみにレジストパターン１６
８を残すことができる。この上にフォトレジストを塗布
し、図２５の工程(17)においてフォトリソグラフィによ
りフォトレジストパターン１６９を形成する。図２５の
工程(18)において、パターン１６９、１６８に覆われな
い部分のクロム膜１６２をエッチングにより除去する。
このエッチングには、例えば硝酸セリウムアンモニウ
ム、過塩素酸、水の混合液を用いる。
【０１１６】図２５の(19)において、パターン１６９、
１６８をマスクに石英基板１６１を２４４ｎｍエッチン
グする。図２５の工程(20)において、パターン１６９、
１６８をアッシング法により除去する。
１６８をマスクに石英基板１６１を２４４ｎｍエッチン
グする。図２５の工程(20)において、パターン１６９、
１６８をアッシング法により除去する。
【０１１７】図２５の工程(21)においてクロム膜１６２
をエッチングし、８段の回折光学素子又は回折光学素子
作製用の型が完成する。このエッチングには、例えば硝
酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。このようにして作製した回折光学素子はアライメン
トエラーがなく、高い回折効率が得られる。
をエッチングし、８段の回折光学素子又は回折光学素子
作製用の型が完成する。このエッチングには、例えば硝
酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。このようにして作製した回折光学素子はアライメン
トエラーがなく、高い回折効率が得られる。
【０１１８】図２６、図２７、図２８は第１５の実施例
を示す。図２６の工程(1) において、石英基板１７１上
にクロム膜１７２をスパッタリング法により１００ｎｍ
の厚さに成膜する。また、パターニングの解像力向上の
ためにクロム膜１７２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロム
膜等の反射防止膜を設けることもできる。この石英基板
１７１にフォトレジストを塗布し、第１回目のレジスト
パターンを形成する。このときのライン及びスペースの
幅は共に、０．３５μｍである。続いて、レジストパタ
ーンをマスクにクロム膜１７２をエッチングする。この
ときのエッチングは例えば平行平板型のＲＩＥ装置を使
用し、エッチングガスは例えば塩素ガス又は塩素ガスと
酸素の混合ガスを用いる。次に、レジストパターンを酸
素アッシング法又は剥離液により、剥離する。そして、
形成されたクロム膜１７２により以下に示す工程を経
て、全ての段の位置が規定される。
を示す。図２６の工程(1) において、石英基板１７１上
にクロム膜１７２をスパッタリング法により１００ｎｍ
の厚さに成膜する。また、パターニングの解像力向上の
ためにクロム膜１７２上に２０〜３０ｎｍの酸化クロム
膜等の反射防止膜を設けることもできる。この石英基板
１７１にフォトレジストを塗布し、第１回目のレジスト
パターンを形成する。このときのライン及びスペースの
幅は共に、０．３５μｍである。続いて、レジストパタ
ーンをマスクにクロム膜１７２をエッチングする。この
ときのエッチングは例えば平行平板型のＲＩＥ装置を使
用し、エッチングガスは例えば塩素ガス又は塩素ガスと
酸素の混合ガスを用いる。次に、レジストパターンを酸
素アッシング法又は剥離液により、剥離する。そして、
形成されたクロム膜１７２により以下に示す工程を経
て、全ての段の位置が規定される。
【０１１９】図２６の工程(2) において石英基板１７１
にフォトレジストを塗布し、レジストパターン１７３を
形成する。次に、クロム膜１７２によるパターンとレジ
ストパターン１７３をマスクに、石英基板１７１を６１
ｎｍエッチングする。このときのエッチングには例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、エッチングガスは
例えばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。エッチング条
件は例えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ
3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時
間５分とする。このときのアライメント精度はこのクロ
ム膜１７２の線幅の半分あればよく、通常の露光装置で
あれば間違いなく達成できる数値である。
にフォトレジストを塗布し、レジストパターン１７３を
形成する。次に、クロム膜１７２によるパターンとレジ
ストパターン１７３をマスクに、石英基板１７１を６１
ｎｍエッチングする。このときのエッチングには例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を使用して、エッチングガスは
例えばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。エッチング条
件は例えばＣＦ4 流量２０ｃｍ3 ／分、水素流量３ｃｍ
3 ／分、圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗ、エッチング時
間５分とする。このときのアライメント精度はこのクロ
ム膜１７２の線幅の半分あればよく、通常の露光装置で
あれば間違いなく達成できる数値である。
【０１２０】図２６の工程(3) において、石英基板１７
１にフォトレジストを塗布し、レジストパターン１７４
を形成する。続いて、レジストパターン１７４及びクロ
ム膜１７２をマスクに石英基板１７１を１８３ｎｍエッ
チングする。図２６の工程(4) において、レジストパタ
ーン１７４を剥離し、図２６の工程(5) においてネガレ
ジスト１７５を塗布する。
１にフォトレジストを塗布し、レジストパターン１７４
を形成する。続いて、レジストパターン１７４及びクロ
ム膜１７２をマスクに石英基板１７１を１８３ｎｍエッ
チングする。図２６の工程(4) において、レジストパタ
ーン１７４を剥離し、図２６の工程(5) においてネガレ
ジスト１７５を塗布する。
【０１２１】図２６の工程(6) において、石英基板１７
１の背面から露光するとクロム膜１７２がコンタクトマ
スクとなり、ネガレジスト１７５に潜像部１７６が形成
される。
１の背面から露光するとクロム膜１７２がコンタクトマ
スクとなり、ネガレジスト１７５に潜像部１７６が形成
される。
【０１２２】図２７の工程(7) において、レチクル１７
６により所望の部分を覆い露光すると、クロム膜１７２
を残すべき部分の上に潜像部であるネガレジストパター
ン１７８が形成されるので、これを現像すると図２７の
工程(8) の状態になる。図２７の工程(9) においてレジ
ストパターン１７８に覆われない部分のクロム膜１７２
をエッチングにより除去する。このエッチングには、例
えば硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液
を用いる。
６により所望の部分を覆い露光すると、クロム膜１７２
を残すべき部分の上に潜像部であるネガレジストパター
ン１７８が形成されるので、これを現像すると図２７の
工程(8) の状態になる。図２７の工程(9) においてレジ
ストパターン１７８に覆われない部分のクロム膜１７２
をエッチングにより除去する。このエッチングには、例
えば硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液
を用いる。
【０１２３】次に、図２７の工程(10)において、ネガレ
ジストパターン１７８をマスクに石英基板１７１を１２
２ｎｍエッチングする。このときのエッチングは例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を用い、エッチングガスは例え
ばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。
ジストパターン１７８をマスクに石英基板１７１を１２
２ｎｍエッチングする。このときのエッチングは例えば
平行平板型のＲＩＥ装置を用い、エッチングガスは例え
ばＣＦ4 と水素の混合ガスを用いる。
【０１２４】図２７の工程(11)において、レジストパタ
ーン１７８をアッシング法により除去する。図２７の工
程(12)において、この上にフォトレジストを塗布し、フ
ォトリソグラフィによりフォトレジストパターン１７８
を形成する。図２７の工程(13)において、クロム膜１７
２及びパターン１７９をマスクに、基板１７１を２４４
ｎｍエッチングする。
ーン１７８をアッシング法により除去する。図２７の工
程(12)において、この上にフォトレジストを塗布し、フ
ォトリソグラフィによりフォトレジストパターン１７８
を形成する。図２７の工程(13)において、クロム膜１７
２及びパターン１７９をマスクに、基板１７１を２４４
ｎｍエッチングする。
【０１２５】図２８の工程(14)において、ネガレジスト
１８０を塗布し背面から露光するとクロム膜１７２がコ
ンタクトマスクとなり、ネガレジスト１８０に潜像部で
あるレジストパターン１８１が形成される。図２８の工
程(15)において、レチクル１８２により所望の部分を覆
い露光すると、クロム膜１７２を残すべき部分の上に潜
像部１８３が形成され、これを現像すると図２８の工程
(16)に示す状態になる。図２８の工程(16)において、潜
像部１８３に覆われない部分のクロム膜１７２をエッチ
ングにより除去する。このエッチングには、例えば硝酸
セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。
１８０を塗布し背面から露光するとクロム膜１７２がコ
ンタクトマスクとなり、ネガレジスト１８０に潜像部で
あるレジストパターン１８１が形成される。図２８の工
程(15)において、レチクル１８２により所望の部分を覆
い露光すると、クロム膜１７２を残すべき部分の上に潜
像部１８３が形成され、これを現像すると図２８の工程
(16)に示す状態になる。図２８の工程(16)において、潜
像部１８３に覆われない部分のクロム膜１７２をエッチ
ングにより除去する。このエッチングには、例えば硝酸
セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。
【０１２６】図２８の工程(17)において、クロム膜１７
２、レジストパターン１８１をマスクに石英基板１７１
を２４４ｎｍエッチングする。図２８の工程(18)におい
て、パターン１８１、潜像部１８３をアッシング法によ
り除去する。
２、レジストパターン１８１をマスクに石英基板１７１
を２４４ｎｍエッチングする。図２８の工程(18)におい
て、パターン１８１、潜像部１８３をアッシング法によ
り除去する。
【０１２７】図２８の工程(19)においてクロム膜１７２
をエッチングし、８段の回折光学素子又は回折光学素子
作製用の型が完成する。このエッチングには、例えば硝
酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。
をエッチングし、８段の回折光学素子又は回折光学素子
作製用の型が完成する。このエッチングには、例えば硝
酸セリウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い
る。
【０１２８】図２９は第１６の実施例の半導体用露光装
置であるステッパの構成図を示す。上方から、波長２４
８ｎｍの照明光学系２００、レチクル２０１、結像光学
系２０２、半導体基板Ｗを載置したステージ２０３が配
置されており、結像光学系２０２内に色収差低減と非球
面効果を持たせる目的で、第１の実施例の方法により作
製した回折光学素子Ｄが組み込まれている。
置であるステッパの構成図を示す。上方から、波長２４
８ｎｍの照明光学系２００、レチクル２０１、結像光学
系２０２、半導体基板Ｗを載置したステージ２０３が配
置されており、結像光学系２０２内に色収差低減と非球
面効果を持たせる目的で、第１の実施例の方法により作
製した回折光学素子Ｄが組み込まれている。
【０１２９】このステッパにおいては、照明光学系２０
０によりｉ線又はＫr Ｆ等の紫外線をレチクル２０１に
照射し、レチクル２０１に描かれたパターンを結像光学
系２０２により、ステージ２０３上の半導体基板Ｗに５
分の１の縮小倍率で描画する。
０によりｉ線又はＫr Ｆ等の紫外線をレチクル２０１に
照射し、レチクル２０１に描かれたパターンを結像光学
系２０２により、ステージ２０３上の半導体基板Ｗに５
分の１の縮小倍率で描画する。
【０１３０】図３０は回折光学素子Ｄの斜視図、図３１
はその断面形状の断面図を示す。この回折光学素子Ｄは
光学的には凸レンズと同じ機能を有し、１段の段差が６
１ｎｍ、最外周の階段１段の幅が０．３５μｍ、直径が
１２０ｍｍの４段の回折光学素子を表している。
はその断面形状の断面図を示す。この回折光学素子Ｄは
光学的には凸レンズと同じ機能を有し、１段の段差が６
１ｎｍ、最外周の階段１段の幅が０．３５μｍ、直径が
１２０ｍｍの４段の回折光学素子を表している。
【０１３１】階段状回折光学素子Ｄに入射した光は、主
に１次、９次、１７次の回折光に分かれて素子Ｄを透過
する。この内、結像に関与するのは１次光のみで、入射
光の９３％を占めている。残りの数％分が９次、１７次
であるが、結像に必要な１次光と回折次数が離れている
ので、これらの光は結像光学系の外側に向かい結像に大
きく影響することはない。
に１次、９次、１７次の回折光に分かれて素子Ｄを透過
する。この内、結像に関与するのは１次光のみで、入射
光の９３％を占めている。残りの数％分が９次、１７次
であるが、結像に必要な１次光と回折次数が離れている
ので、これらの光は結像光学系の外側に向かい結像に大
きく影響することはない。
【０１３２】従って、従来技術として説明した図３２に
示すような３枚のマスク１７ａ〜１７ｃを使用して作製
した同一条件（１段の段差６１ｎｍ、最外周の階段１段
の幅０．３５μｍ、直径１２０ｍｍ）の従来例の８段数
回折光学素子を用いた場合には、１次と９次の回折光の
中間に３次等の回折光が強く発生するために、不要光が
像面に擬パターンを形成して像性能が劣化するが、本実
施例の同一条件の８段数回折光学素子を用いることによ
り、この問題を回避することができる。
示すような３枚のマスク１７ａ〜１７ｃを使用して作製
した同一条件（１段の段差６１ｎｍ、最外周の階段１段
の幅０．３５μｍ、直径１２０ｍｍ）の従来例の８段数
回折光学素子を用いた場合には、１次と９次の回折光の
中間に３次等の回折光が強く発生するために、不要光が
像面に擬パターンを形成して像性能が劣化するが、本実
施例の同一条件の８段数回折光学素子を用いることによ
り、この問題を回避することができる。
【０１３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る多段階
段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製
方法は、最初のリソグラフィ工程により形成する第１の
マスクのパターンにより全ての段の位置を規定するの
で、位置ずれを生ずることのない正確なパターンを基板
上に形成できる。
段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製
方法は、最初のリソグラフィ工程により形成する第１の
マスクのパターンにより全ての段の位置を規定するの
で、位置ずれを生ずることのない正確なパターンを基板
上に形成できる。
【０１３４】上記本発明に関連した好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、少なくとも最初
のリソグラフィ工程により形成される第１のマスクによ
りエッジングを行い、第１のマスクのエッジ部分に段差
を形成する工程を含んでいるので、段数が多くとも正確
な段差が形成できる。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、少なくとも最初
のリソグラフィ工程により形成される第１のマスクによ
りエッジングを行い、第１のマスクのエッジ部分に段差
を形成する工程を含んでいるので、段数が多くとも正確
な段差が形成できる。
【０１３５】上記本発明に関連した好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、リソグラフィ工
程によって基板上に３段以上の階段の繰り返しパターン
を形成する方法において、互いに材質が異なる第１、第
２のマスクを交互に形成する工程と、第３のマスクを用
いて所望の第１のマスクを除去する工程と、所望の第１
のマスクを除去した部分をエッチングする工程とを有す
ることにより、アライメントエラーやパターン寸法エラ
ーがなくなり、段差部分のコーナーの丸まりがなく線幅
のエラーが少なくなって回折効率等の光学特性が向上
し、かつ低次の回折光の発生を抑えて結像性能を向上し
た高精度な多段の階段状構造とすることができる。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、リソグラフィ工
程によって基板上に３段以上の階段の繰り返しパターン
を形成する方法において、互いに材質が異なる第１、第
２のマスクを交互に形成する工程と、第３のマスクを用
いて所望の第１のマスクを除去する工程と、所望の第１
のマスクを除去した部分をエッチングする工程とを有す
ることにより、アライメントエラーやパターン寸法エラ
ーがなくなり、段差部分のコーナーの丸まりがなく線幅
のエラーが少なくなって回折効率等の光学特性が向上
し、かつ低次の回折光の発生を抑えて結像性能を向上し
た高精度な多段の階段状構造とすることができる。
【０１３６】上記本発明に関連した好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、基板上の第１の
マスクに基準となる周期を有するレジストパターンを形
成し、レジストパターンのない開口部分にエッチングを
行って回折パターンを形成し、これにより形成した凹部
を第２のマスクにより埋めることによって、基準周期の
ライン部とスペース部を交互に配置し、定められた隣合
う第１と第２の一対のマスクを除去して、残った第１及
び第２のマスクをエッチングマスクとして基板の開口部
分をエッチングする工程を繰り返して多段の階段状を形
成することにより、アライメントエラーやパターン寸法
エラーがなくなり、溝や突起のない高精度な多段の階段
状構造を低価格かつ短時間で作製することができる。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、基板上の第１の
マスクに基準となる周期を有するレジストパターンを形
成し、レジストパターンのない開口部分にエッチングを
行って回折パターンを形成し、これにより形成した凹部
を第２のマスクにより埋めることによって、基準周期の
ライン部とスペース部を交互に配置し、定められた隣合
う第１と第２の一対のマスクを除去して、残った第１及
び第２のマスクをエッチングマスクとして基板の開口部
分をエッチングする工程を繰り返して多段の階段状を形
成することにより、アライメントエラーやパターン寸法
エラーがなくなり、溝や突起のない高精度な多段の階段
状構造を低価格かつ短時間で作製することができる。
【０１３７】また、上記本発明に関連した好適な実施例
である多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モー
ルド型の作製方法によれば、本発明において、第２のマ
スクで第１のマスクの内の必要とする周期の部分以外を
覆い、第２のマスクでマスクされていない部分の基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返した後に、第１のマスク間を第３のマスクで覆い、第
３のマスク及び第４のマスクで、第１のマスクの内の必
要とする周期の部分以外を覆い、前記第３のマスク及び
第４のマスクでマスクされていない部分の前記第１のマ
スクを除去した後に、前記基板を所定の深さエッチング
し、必要に応じてこの工程を繰り返すことにより、アラ
イメントエラーやパターン寸法エラーがなくなり、段差
部分のコーナーの丸まりがなく線幅のエラーが少なくな
って回折効率等の光学特性が向上し、かつ低次元の回折
光の発生を抑えて結像性能を向上した高精度な多段の階
段状構造を作製することができる。
である多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モー
ルド型の作製方法によれば、本発明において、第２のマ
スクで第１のマスクの内の必要とする周期の部分以外を
覆い、第２のマスクでマスクされていない部分の基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返した後に、第１のマスク間を第３のマスクで覆い、第
３のマスク及び第４のマスクで、第１のマスクの内の必
要とする周期の部分以外を覆い、前記第３のマスク及び
第４のマスクでマスクされていない部分の前記第１のマ
スクを除去した後に、前記基板を所定の深さエッチング
し、必要に応じてこの工程を繰り返すことにより、アラ
イメントエラーやパターン寸法エラーがなくなり、段差
部分のコーナーの丸まりがなく線幅のエラーが少なくな
って回折効率等の光学特性が向上し、かつ低次元の回折
光の発生を抑えて結像性能を向上した高精度な多段の階
段状構造を作製することができる。
【０１３８】上記本発明に関連する好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、第１のマスクに
覆われない部分の基板を所定の深さエッチングし、第２
のマスクで第１のマスクの内の必要とする周期部分以外
を覆い、マスクされていない部分の基板を所定の深さエ
ッチングする工程を繰り返した後に、第１のマスク間を
第３のマスクで覆い、第３のマスクと第４のマスクで第
１のマスクの内の必要とする周期部分以外を覆い、マス
クされていない部分の第１のマスクを除去して、基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返すことにより、アライメントエラーやパターン寸法エ
ラーがなくなり、段差部分のコーナーの丸まりがなく線
幅のエラーが少なくなって回折効率等の光学特性が向上
し、かつ低次元の回折光の発生を抑えて結像性能を向上
した高精度な多段の階段状構造を低価格でかつ短時間で
安定して作製することができる。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、第１のマスクに
覆われない部分の基板を所定の深さエッチングし、第２
のマスクで第１のマスクの内の必要とする周期部分以外
を覆い、マスクされていない部分の基板を所定の深さエ
ッチングする工程を繰り返した後に、第１のマスク間を
第３のマスクで覆い、第３のマスクと第４のマスクで第
１のマスクの内の必要とする周期部分以外を覆い、マス
クされていない部分の第１のマスクを除去して、基板を
所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り
返すことにより、アライメントエラーやパターン寸法エ
ラーがなくなり、段差部分のコーナーの丸まりがなく線
幅のエラーが少なくなって回折効率等の光学特性が向上
し、かつ低次元の回折光の発生を抑えて結像性能を向上
した高精度な多段の階段状構造を低価格でかつ短時間で
安定して作製することができる。
【０１３９】上記本発明に関連した好適な実施例である
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、第１のマスクに
覆われない部分の基板を所定の深さエッチングし、第２
のマスクで第１のマスクの内の必要とする周期部分以外
を覆い、マスクされていない部分の基板を所定の深さエ
ッチングする工程を繰り返した後に、第１のマスク間を
第３のマスクで覆い、第３のマスクと第４のマスクで第
１のマスクの内の必要とする周期部分以外を覆い、マス
クされていない部分の第１のマスクを除去して基板を所
定の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した
後に、第３と第４のマスクを除去し、第１のマスクの間
を第５のマスクで覆い、続いて第６のマスクで第１のマ
スクを１つおきに覆い、第５と第６のマスクに覆われな
い部分の第１のマスクを除去し、続いて第７のマスクで
第５のマスクを１つおきに覆い、第７のマスクに覆われ
ない部分の第５のマスクを除去し、第５のマスクと第１
のマスクに覆われない部分の基板を所定の深さエッチン
グし、最後に残りの第５のマスクと第１のマスクを除去
する工程を行うことにより、アライメントエラーやパタ
ーン寸法エラーがなくなり、段差部分のコーナーの丸ま
りがなく線幅のエラーが少なくなって回折効率等の光学
特性が向上し、かつ低次の回折光の発生を抑えて結像性
能を向上した高精度な多段の階段状構造を低価格でかつ
短時間で安定して作製することができる。
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法によれば、本発明において、第１のマスクに
覆われない部分の基板を所定の深さエッチングし、第２
のマスクで第１のマスクの内の必要とする周期部分以外
を覆い、マスクされていない部分の基板を所定の深さエ
ッチングする工程を繰り返した後に、第１のマスク間を
第３のマスクで覆い、第３のマスクと第４のマスクで第
１のマスクの内の必要とする周期部分以外を覆い、マス
クされていない部分の第１のマスクを除去して基板を所
定の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した
後に、第３と第４のマスクを除去し、第１のマスクの間
を第５のマスクで覆い、続いて第６のマスクで第１のマ
スクを１つおきに覆い、第５と第６のマスクに覆われな
い部分の第１のマスクを除去し、続いて第７のマスクで
第５のマスクを１つおきに覆い、第７のマスクに覆われ
ない部分の第５のマスクを除去し、第５のマスクと第１
のマスクに覆われない部分の基板を所定の深さエッチン
グし、最後に残りの第５のマスクと第１のマスクを除去
する工程を行うことにより、アライメントエラーやパタ
ーン寸法エラーがなくなり、段差部分のコーナーの丸ま
りがなく線幅のエラーが少なくなって回折効率等の光学
特性が向上し、かつ低次の回折光の発生を抑えて結像性
能を向上した高精度な多段の階段状構造を低価格でかつ
短時間で安定して作製することができる。
【０１４０】本発明に係る多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法は、２段を越える
段数の階段を有する多段階段状素子又は該素子作製用モ
ールド型を作成する場合において、前記階段の１段おき
に対応する基板上の領域に第１のマスクを形成すると共
に該第１のマスクが形成されていない前記基板上の領域
に対してエッチング及び／又はデポジションを行う工程
と、前記第１のマスクが形成されていない領域の内の一
部の前記基板上の領域に第２のマスクを形成し、前記第
１、第２のマスクが形成されていない前記基板上の領域
に対してエッチング及び／又はデポジションを行う工程
とを有するので、高精度な多段の階段状構造を低価格か
つ短時間で作製することができる。
は該素子作製用モールド型の作製方法は、２段を越える
段数の階段を有する多段階段状素子又は該素子作製用モ
ールド型を作成する場合において、前記階段の１段おき
に対応する基板上の領域に第１のマスクを形成すると共
に該第１のマスクが形成されていない前記基板上の領域
に対してエッチング及び／又はデポジションを行う工程
と、前記第１のマスクが形成されていない領域の内の一
部の前記基板上の領域に第２のマスクを形成し、前記第
１、第２のマスクが形成されていない前記基板上の領域
に対してエッチング及び／又はデポジションを行う工程
とを有するので、高精度な多段の階段状構造を低価格か
つ短時間で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の作製工程の断面図である。
【図２】第２の実施例の作製工程の断面図である。
【図３】第３の実施例の作製工程の断面図である。
【図４】第４の実施例の反射型回折光学素子の断面図で
ある。
ある。
【図５】第５の実施例の回折光学素子の断面図である。
【図６】投影光学系の構成図である。
【図７】投影露光装置の構成図である。
【図８】第６の実施例の作製工程の断面図である。
【図９】第６の実施例の作製工程の断面図である。
【図１０】第７の実施例の作製工程の断面図である。
【図１１】第７の実施例の作製工程の断面図である。
【図１２】第８の実施例の作製工程の断面図である。
【図１３】第８の実施例の作製工程の断面図である。
【図１４】第９の実施例の作製工程の断面図である。
【図１５】第９の実施例の作製工程の断面図である。
【図１６】第１０の実施例の反射型回折光学素子の断面
図である。
図である。
【図１７】第１１の実施例の作製工程の断面図である。
【図１８】第１１の実施例の作製工程の断面図である。
【図１９】第１１の実施例の作製工程の断面図である。
【図２０】第１２の実施例の作製工程の断面図である。
【図２１】第１２の実施例の作製工程の断面図である。
【図２２】第１３の実施例の作製工程の断面図である。
【図２３】第１４の実施例の作製工程の断面図である。
【図２４】第１４の実施例の作製工程の断面図である。
【図２５】第１４の実施例の作製工程の断面図である。
【図２６】第１５の実施例の作製工程の断面図である。
【図２７】第１５の実施例の作製工程の断面図である。
【図２８】第１５の実施例の作製工程の断面図である。
【図２９】第１６の実施例のステッパの構成図である。
【図３０】階段状回折光学素子の斜視図である。
【図３１】階段状回折光学素子の断面図である。
【図３２】従来例の作製工程の断面図である。
【図３３】階段形状とマスクの関係の説明図である。
【図３４】階段形状とマスクの関係の説明図である。
２１、３１、４１、８１、１６１、１７１ 石英基板 ２２、２７、３２、３７、４２、４６、５２、８２、１
０２、１６２、１７２クロム膜 ２５、２９、４４、４８、５０、１０８、１０９、１１
２、１１３、１１６、１１７、１２３、１２５、１２
７、１３０、１３４、１３６ アルミニウム膜 ３５、３９ 酸化アルミニウム膜 ７１ レンズ群 ７２、１５５、Ｄ 回折光学素子 ７３、１６０ 照明光学系 ７５ 撮影光学系 ９６、９８、１００ ポリイミド膜 １０３ 酸化クロム膜 １５０ シリンジ １５１ 硝子基板 １５２ 反応硬化樹脂 ２０１ レチクル ２０２ 結像光学系
０２、１６２、１７２クロム膜 ２５、２９、４４、４８、５０、１０８、１０９、１１
２、１１３、１１６、１１７、１２３、１２５、１２
７、１３０、１３４、１３６ アルミニウム膜 ３５、３９ 酸化アルミニウム膜 ７１ レンズ群 ７２、１５５、Ｄ 回折光学素子 ７３、１６０ 照明光学系 ７５ 撮影光学系 ９６、９８、１００ ポリイミド膜 １０３ 酸化クロム膜 １５０ シリンジ １５１ 硝子基板 １５２ 反応硬化樹脂 ２０１ レチクル ２０２ 結像光学系
Claims (63)
- 【請求項１】 複数回のリソグラフィ工程により、基板
上に多段階段状素子又は該素子作製用モールド型を作製
する場合において、最初のリソグラフィ工程によって形
成する第１のマスクによるパターンにより、全ての段の
位置を規定することを特徴とする多段階段状素子の作製
方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項２】 少なくとも前記最初のリソグラフィ工程
によって形成する前記第１のマスクによりエッチングを
行い、前記第１のマスクのエッジ部分に段差を形成する
工程を含む請求項１に記載の多段階段状素子の作製方法
又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項３】 少なくとも前記最初のリソグラフィ工程
によって形成するパターンから１回又は複数回転写され
たパターンをマスクとして材料基板をエッチングし、前
記パターンのエッジ部分に段差を形成する工程を含む請
求項１又は２に記載の多段階段状素子の作製方法又は該
素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項４】 前記最初のリソグラフィ工程によって形
成する前記パターンと、前記最初のリソグラフィ工程に
よって形成する前記パターンから１回又は複数回転写さ
れたパターンとの複合パターンによるマスクにより材料
基板をエッチングし、前記複合パターンのエッジ部分に
段差を形成する工程を含む請求項１又は２に記載の多段
階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作
製方法。 - 【請求項５】 前記最初のリソグラフィ工程によって形
成する前記パターンから１回又は複数回転写されたパタ
ーン同士の複合パターンによるマスクにより材料基板を
エッチングし、前記複合パターンのエッジ部分に段差を
形成する工程を含む請求項１又は２に記載の多段階段状
素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項６】 前記リソグラフィ工程によって基板上に
３段以上の階段の繰り返しパターンを形成する場合にお
いて、互いに材質が異なる前記第１のマスクと第２のマ
スクとを交互に形成する工程と、第３のマスクを用いて
所望の前記第１のマスクを除去する工程と、前記第１の
マスクを除去した部分をエッチングする工程とを有する
請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の多段階段状
素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項７】 第４のマスクを用いて所望の前記第１の
マスクに隣接する前記第２のマスクを除去する工程と、
前記第１のマスクを除去した部分及び前記第２のマスク
を除去した部分を同時にエッチングする工程とを有する
請求項６に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子
作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項８】 前記第１のマスクを除去した後にエッチ
ングする工程の前に前記第３のマスクを除去する工程を
有する請求項６又は７に記載の多段階段状素子の作製方
法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項９】 前記第２のマスクと前記第３のマスクと
を用いて、前記第１のマスクを除去した部分のエッチン
グを行う請求項６に記載の多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１０】 前記基板上に前記第１のマスクを形成
し、前記第１のマスク上に基準となる周期を有するレジ
ストパターンを形成し、該レジストパターンのない開口
部分の第１のマスク及び前記基板にエッチングを行って
基準となる周期を有する回折パターンを形成する第１の
工程と、該第１の工程により前記基板上に形成した凹部
を前記第２のマスクにより埋めることにより、前記基準
となる周期を有するライン部とスペース部に前記第１の
マスクと前記第２のマスクとを交互に配置する第２の工
程と、定められた隣接する第１及び第２の一対の薄膜を
それぞれ除去する第３の工程と、残った前記第１及び第
２のマスクをエッチングマスクとして用いる自己整合法
によって前記基板の開口部分をエッチングする第４の工
程と、前記第２〜第４の工程を１回以上繰り返すことに
より多段の階段状を形成する第５の工程とから成る請求
項１、２、３、４、６、７又は８の何れか１つの請求項
に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モ
ールド型の作製方法。 - 【請求項１１】 前記第２の工程は、エッチバック法、
リフトオフ法、ダマシン法、選択デポジション法の少な
くとも１つの方法を用いて、前記基板上の凹部に前記第
２のマスクを形成する請求項１０に記載の多段階段状素
子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１２】 前記第２の工程において、前記基板は
透光性材料とし、前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板の裏面から光を照射して行う光アシストデポジ
ション法を用いて、前記基板上の凹部に前記第２のマス
クを形成する請求項１０に記載の多段階段状素子の作製
方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１３】 前記第１及び第２のマスクは、金属、
酸化物、窒化物の少なくとも１つから成る請求項１０〜
１２の何れか１つの請求項に記載の多段階段状素子の作
製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１４】第２のマスクで前記第１のマスクの内の
必要とする周期の部分以外を覆い、前記第２のマスクで
マスクされていない部分の前記基板を所定の深さエッチ
ングし、必要に応じてこの工程を繰り返した後に、前記
第１のマスク間を第３のマスクで覆い、該第３のマスク
及び第４のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする
周期の部分以外を覆い、前記第３及び第４のマスクでマ
スクされていない部分の前記第１のマスクを除去した後
に、前記基板を所定の深さエッチングし、必要に応じて
この工程を繰り返す請求項１、２、３、６、８、９の何
れか１つの請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１５】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、第２のマス
クで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分以外
を覆い、前記第２のマスクでマスクされていない部分の
基板を所定の深さエッチングし、必要に応じてこの工程
を繰り返した後に、前記第１のマスク間を第３のマスク
で覆い、該第３のマスク及び第４のマスクで前記第１の
マスクの内の必要とする周期の部分以外を覆い、前記第
３及び第４のマスクでマスクされていない部分の前記第
１のマスクを除去した後に、前記基板を所定の深さエッ
チングし、必要に応じてこの工程を繰り返す請求項１、
２、３、６、８、９の何れか１つの請求項に記載の多段
階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作
製方法。 - 【請求項１６】 前記第１のマスクを遮光性材料とし、
前記基板を透光性材料とし、前記第３のマスクをネガレ
ジストとして、前記基板の裏面から前記基板を透過する
光により前記ネガレジストを感光し、前記第１のマスク
間を前記第２のマスクであるネガレジストで覆う工程を
有する請求項１５に記載の多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１７】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、前記第２の
マスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分
以外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定
の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記
第３のマスクとなる材料により全面に薄膜を形成し、前
記第１のマスクの表面が露出するまで前記第３のマスク
をエッチングし、前記第１のマスク間を前記第３のマス
クで覆う工程を有する請求項１５に記載の多段階段状素
子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１８】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、前記第２の
マスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分
以外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定
の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記
第３のマスクとなる材料により全面に薄膜を形成し、前
記第１のマスクの表面が露出するまで前記第３のマスク
を研磨した後に、前記第１のマスク間を前記第３のマス
クで覆う工程を有する請求項１５に記載の多段階段状素
子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項１９】 前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板は透光性材料とし、前記第３のマスクを製造す
る際に加工する表面を所望の材料を含む気体に晒し、前
記基板の裏面から該基板を透過する光によって前記気体
を反応させることにより、前記第１のマスク間を前記第
２のマスクで覆う工程を有する請求項１５に記載の多段
階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作
製方法。 - 【請求項２０】 前記第１のマスクはクロム膜で形成す
る請求項１５〜１９１５〜１９の何れか１つの請求項に
記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モー
ルド型の作製方法。 - 【請求項２１】 前記第１のマスクは光の反射材料及び
反射防止材料の２層に形成し、前記基板側は光の反射材
料とする請求項１５〜２０の何れか１つの請求項に記載
の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド
型の作製方法。 - 【請求項２２】 前記第１のマスクはクロム膜及び酸化
クロム膜の２層に形成し、前記基板側はクロム膜とする
請求項１５〜２０の何れか１つの請求項に記載の多段階
段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製
方法。 - 【請求項２３】 前記製造工程の最終工程で光反射膜を
段差表面上に付加する請求項１５〜２２の何れか１つの
請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作
製用モールド型の作製方法。 - 【請求項２４】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、第２のマス
クで前記第１のマスクの内の必要とする周期部分以外を
覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定の深さ
エッチングし、必要に応じてこの工程を繰り返した後
に、前記第１のマスク間を第３のマスクで覆い、該第３
のマスク及び第４のマスクで前記第１のマスクの内の必
要とする周期の部分以外を覆い、マスクされていない部
分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記基板を所定
の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第３及び第４のマスクを除去し、前記第１のマ
スクの間を第５のマスクで覆い、続いて第６のマスクで
前記第１のマスクを１つおきに覆い、前記第５及び第６
のマスクに覆われない部分の前記第１のマスクを除去
し、続いて第７のマスクで前記第５のマスクを１つおき
に覆い、前記第７のマスクに覆われない部分の前記第５
のマスクを除去し、前記第５のマスクと前記第１のマス
クに覆われない部分の前記基板を所定の深さエッチング
し、最後に残りの前記第５のマスク及び前記第１のマス
クを除去する工程を有する請求項１、２、３、４、６、
７、８、９の何れか１つの請求項に記載の多段階段状素
子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項２５】 前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板は透光性材料とし、前記第３のマスクはネガレ
ジストとし、前記基板の裏面から前記基板を透過する光
によりネガレジストを感光し、前記第１のマスク間を前
記第３のマスクであるネガレジストで覆う工程を有する
請求項２４の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製
用モールド型の作製方法。 - 【請求項２６】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、前記第２の
マスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期の部分
以外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定
の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記
第３のマスクとなる材料により全面に薄膜を形成し、前
記第１のマスクの表面が露出するまで前記第３のマスク
となる材料をエッチングした後に、前記第１のマスク間
を前記第３のマスクで覆う工程を有する請求項２４の多
段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の
作製方法。 - 【請求項２７】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、前記第２の
マスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期部分以
外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定の
深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記
第３のマスクとなる材料により全面に薄膜を形成し、前
記第１のマスクの表面が露出するまで前記第３のマスク
となる材料を研磨した後に、前記第１のマスク間を前記
第３のマスクで覆う工程を有する請求項２４の多段階段
状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項２８】 前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板は透光性材料とし、前記第３のマスクを製造す
る際に加工表面を所望の材料を含む気体に晒し、前記基
板の裏面から前記基板を透過する光によって前記気体を
反応させることにより、前記第１のマスク間を前記第２
のマスクで覆う工程を有する請求項２４の多段階段状素
子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項２９】 前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板は透光性材料とし、前記第５のマスクをネガレ
ジストとし、前記基板の裏面から前記基板を透過する光
により前記ネガレジストを感光し、前記第１のマスク間
を前記第５のマスクであるネガレジストで覆う工程を有
する請求項２４〜２８の何れか１つの請求項に記載の多
段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の
作製方法。 - 【請求項３０】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、前記第２の
マスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期部分以
外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定の
深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスク間を前記第３のマスクで覆い、前
記第３のマスク及び前記第４のマスクで前記第１のマス
クの内の必要とする周期部分以外を覆い、マスクされて
いない部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記基
板を所定の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り
返した後に、前記第３及び第４のマスクを除去し、前記
第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記第５のマ
スクとなる材料により全面に薄膜を形成した後に、前記
第１のマスクの表面が露出するまで前記第５のマスクと
なる材料をエッチングし、前記第１のマスク間を前記第
５のマスクで覆う工程を有する請求項２４〜２８の何れ
か１つの請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は
該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項３１】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングを行った後に、前記第
２のマスクで前記第１のマスクの内の必要とする周期部
分以外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所
定の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した
後に、前記第１のマスク間を前記第３のマスクで覆い、
前記第３及び第４のマスクで前記第１のマスクの内の必
要とする周期の部分以外を覆い、マスクされていない部
分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記基板を所定
の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した後
に、前記第１のマスクの材料及び前記基板と異なる前記
第５のマスクとなる材料により全面に薄膜を形成し、前
記第１のマスクの表面が露出するまで前記第５のマスク
となる材料を研磨した後に、前記第１のマスク間を前記
第５のマスクで覆う工程を有する請求項２４〜２８の何
れか１つの請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項３２】 前記第１のマスクは遮光性材料とし、
前記基板は透光性材料とし、前記第５のマスクを製造す
る際に該加工表面を所望の材料を含む気体に晒し、前記
基板の裏面から前記基板を透過する光によって前記気体
を反応させることにより、前記第１のマスク間を前記第
２のマスクで覆う工程を有する請求項２４〜２８の何れ
か１つの請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は
該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項３３】 前記第１のマスクはクロム膜で形成す
る請求項２４〜３２の何れか１つの請求項に記載の多段
階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作
製方法。 - 【請求項３４】 前記第１のマスクは光の反射材料及び
反射防止材料の２層に形成し、前記基板側は光の反射材
料とする請求項２４〜３２の何れか１つの請求項に記載
の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド
型の作製方法。 - 【請求項３５】 前記第１のマスクはクロム膜及び酸化
クロム膜の２層で形成し、前記基板側はクロム膜とする
請求項２４〜３２の何れか１つの請求項に記載の多段階
段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製
方法。 - 【請求項３６】 前記製造工程の最終工程で光反射膜を
段差表面上に付加する請求項２４〜３５の何れか１つの
請求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作
製用モールド型の作製方法。 - 【請求項３７】 前記第１のマスクに覆われない部分の
前記基板を所定の深さエッチングした後に、第２のマス
クで前記第１のマスクのうちの必要とする周期の部分以
外を覆い、マスクされていない部分の前記基板を所定の
深さエッチングし、必要に応じてこの工程を繰り返した
後に、前記第１のマスク間を第３のマスクで覆い、該第
３のマスク及び第４のマスクで前記第１のマスクの内の
必要とする周期の部分以外を覆い、マスクされていない
部分の前記第１のマスクを除去し、続いて前記基板を所
定の深さエッチングする工程を必要に応じて繰り返した
後に、前記第３及び第４のマスクを除去し、前記第１の
マスクの間の内の必要とする周期の部分以外を第５のマ
スクで覆い、前記第１のマスクと前記第５のマスクに覆
われない部分の前記基板を所定の深さエッチングし、前
記第５のマスクを除去し、前記第１のマスクがない部分
に第６のマスクを形成し、前記第１のマスクの間の内の
必要とする周期の部分以外を第７のマスクで覆い、前記
第６及び第７のマスクでマスクされていない部分の前記
第１のマスクを除去し、続いて前記第６及び第７のマス
クにより前記基板を所定の深さエッチングし、最後に残
りの前記第１、第６及び第７のマスクを除去する工程を
有する請求項１、２、３、６、８、９の何れか１つの請
求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製
用モールド型の作製方法。 - 【請求項３８】 前記第１のマスクが遮光性材料であ
り、前記基板が透光性材料であり、前記第３及び第６の
マスクがネガレジストであり、前記基板の裏面から前記
基板を透過する光によりネガレジストを感光し、前記第
１のマスク間を前記第３及び第６のマスクであるネガレ
ジストで覆うようにした請求項３７に記載の多段階段状
素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項３９】 前記リソグラフィ工程により前記基板
上に３段以上の階段状のパターンを形成する場合におい
て、互いに材質の異なる前記第１のマスク及び第２のマ
スクにより前記基板も覆い、前記第１のマスクの必要と
される部分を前記第２のマスクで覆い、前記第１のマス
クの内の前記第２のマスクに覆われない部分を除去する
工程と、前記第１のマスクを除去した部分をエッチング
する工程とを有する請求項１、２、３の何れか１つの請
求項に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製
用モールド型の作製方法。 - 【請求項４０】 前記第１のマスクが遮光性材料であ
り、基板が透光性材料であり、前記第２のマスクがネガ
レジストであり、前記基板の裏面から基板を透過する光
によりネガレジストを感光し、前記第１のマスクのうち
必要とされる部分上のネガレジストを感光した後に現像
する請求項３９に記載の多段階段状素子の作製方法又は
該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項４１】 前記第１のマスクはクロム膜とする請
求項３７〜４０の何れか１つの請求項に記載の多段階段
状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項４２】 前記第１のマスクが光の反射材料と反
射防止材料の２層であり、前記基板側が光の反射材料で
ある請求項３７〜４０の何れか１つの請求項に記載の多
段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の
作製方法。 - 【請求項４３】 前記第１のマスクはクロム膜と酸化ク
ロム膜の２層であり、前記基板側がクロム膜である請求
項３７〜４０の何れか１つの請求項に記載の多段階段状
素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項４４】 最終工程で光反射膜を段差表面上に付
加する請求項３７〜４３の何れか１つの請求項に記載の
多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型
の作製方法。 - 【請求項４５】 前記多段階段状素子は回折光学素子と
した請求項１〜４３の何れかの請求項に記載の多段階段
状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方
法。 - 【請求項４６】 請求項１〜４５の何れか１つの請求項
に記載の方法により作製した多段階段状素子。 - 【請求項４７】 請求項１〜４５の何れか１つの請求項
に記載の方法により作製した多段階段状素子作製用モー
ルド型。 - 【請求項４８】 請求項４７に記載のモールド型により
作製した多段階段状素子。 - 【請求項４９】 請求項４６又４８に記載の多段階段状
素子を用いた光学系。 - 【請求項５０】 請求項４８の光学系を有する露光装
置。 - 【請求項５１】 請求項５０に記載の露光装置による露
光工程を含むデバイス製造方法。 - 【請求項５２】 ２段を越える段数の階段を有する多段
階段状素子又は該素子作製用モールド型を作成する場合
において、前記階段の１段おきに対応する基板上の領域
に第１のマスクを形成すると共に該第１のマスクが形成
されていない前記基板上の領域に対してエッチング及び
／又はデポジションを行う工程と、前記第１のマスクが
形成されていない領域の内の一部の前記基板上の領域に
第２のマスクを形成し、前記第１、第２のマスクが形成
されていない前記基板上の領域に対してエッチング及び
／又はデポジションを行う工程とを有することを特徴と
する多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モール
ド型の作製方法。 - 【請求項５３】 前記段数は２n （ｎは２以上の自然
数）とした請求項５２に記載の多段階段状素子の作製方
法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項５４】 前記第１のマスクは金属とする請求項
５２に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素子作製
用モールド型の作製方法。 - 【請求項５５】 前記第２のマスクは金属又はフォトレ
ジストとする請求項５２に記載の多段階段状素子の作製
方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項５６】 前記基板に前記階段を複数個形成する
請求項５２に記載の多段階段状素子の作製方法又は該素
子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項５７】 前記複数個の階段は回折格子として作
用する請求項５２に記載の多段階段状素子の作製方法又
は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項５８】 前記複数個の階段は互いに寸法が異な
る階段を含む請求項５２に記載の多段階段状素子の作製
方法又は該素子作製用モールド型の作製方法。 - 【請求項５９】 請求項５２〜５８の何れか１つの請求
項に記載の方法によって作成された多段階段状素子。 - 【請求項６０】 請求項５９に記載の回折光学格子を用
いた光学系。 - 【請求項６１】 請求項６０に記載の光学系を用いた投
影光学系。 - 【請求項６２】 請求項６１の投影光学系を用いた投影
露光装置。 - 【請求項６３】 請求項６２に記載の投影露光装置によ
る露光工程を含むデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27648198A JPH11160510A (ja) | 1997-09-12 | 1998-09-11 | 多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-268087 | 1997-09-12 | ||
| JP26808797 | 1997-09-12 | ||
| JP27648198A JPH11160510A (ja) | 1997-09-12 | 1998-09-11 | 多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160510A true JPH11160510A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=26548163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27648198A Pending JPH11160510A (ja) | 1997-09-12 | 1998-09-11 | 多段階段状素子の作製方法又は該素子作製用モールド型の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11160510A (ja) |
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