JP2000171608A

JP2000171608A - 反射防止膜形成方法

Info

Publication number: JP2000171608A
Application number: JP36611198A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tamamori; 研爾玉森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】回折効率を向上して紫外線等の短波長光線に
適用可能な回折光学素子とする。【解決手段】８段の段差の石英製ＢＯ素子１上にアル
ミナ膜を成膜し、表面を平行に研磨する。このアルミナ
膜上にレジスト膜を形成し、このＢＯ素子１を露光装置
に装着して、レチクル７をマスクとし、レジスト膜６を
露光、現像して所望のレジスト膜６によるパターンを形
成する。その後にドライエッチングを行ってレジスト膜
６のパターンを除去すると、２段形状のパターンが形成
される。レチクルを用いてこの工程を繰り返して、ＢＯ
素子１上に所望の形状の有する反射防止膜であるアルミ
ナ膜５を形成する。次に、このアルミナ膜５上に同様の
工程を用いて石英製の反射防止膜１０を形成する。これ
により、アルミナと石英の２層積層膜を設置したＢＯ素
子を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系のレンズと
して露光装置、撮影装置、照明装置等に組み込んで使用
する反射防止膜形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、回折光学素子は分光器の分光
素子として使用されており、その格子断面形状は鋸歯状
のブレーズドタイプで、表面反射を考慮しない場合に
は、回折効率が１００％に達するものもある。一方、近
年回折を利用した光学素子として、階段状の格子断面形
状を有するバイナリオプティクス（ＢＯ）素子が注目さ
れており、所定周期の輪帯状格子を形成したＢＯ素子
は、色消し効果や非球面効果が見込まれるために、新し
い光学系への発展に大きな期待が持たれている。

【０００３】このＢＯ素子への要求仕様は、ブレーズド
タイプの現在の切削加工限界を大幅に超えているため
に、半導体加工法であるフォトリソグラフィ技術を使用
することによって、高精度の微細加工が或る程度可能と
なっている。一般に、可視光領域で使用される素子の場
合は、金属の型材を用いた型加工による合成樹脂及び硝
子のモールド法で製造が可能であるが、紫外線等の波長
の短い光線に適用するためには、使用できる材料が限定
される上に、より微細な加工精度及び高い寸法精度が要
求される。

【０００４】このために、紫外線や遠紫外線に適用可能
なＢＯ素子は、半導体用の紫外線を用いたフォトリソグ
ラフィ技術及びドライエッチング加工等を使用して作製
することにより、高い精度が期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、ＢＯ素子の表面に通常の成膜方法であ
るスパッタ法等を用いて反射防止膜を形成すると、各Ｂ
Ｏ素子単位の壁面部分を反射防止膜材料が被覆して光学
性能に影響を及ぼすことになる。この影響は階段状周期
構造の低周波域では少ないために回折効率が多少向上す
るが、階段状周期構造の高周波域では大きくなるため
に、反射防止効果がなくなり回折効率が低下するという
問題点が生ずる。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
回折効率を向上して紫外線等の短波長光に適用可能な光
学性能を有する反射防止膜形成方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る反射防止膜形成方法は、光学材料から成
る基板上に段差状パターンを形成し、該段差状パターン
上に入射光の反射率を低減する反射防止膜を、成膜技術
及びフォトリソグラフィ技術を用いて形成することを特
徴とする。

【０００８】また、本発明に係る反射防止膜形成方法
は、光学材料から成る基板上に段差状パターンを形成
し、該段差状パターン上に入射光の反射率を低減する反
射防止膜を、成膜技術及びフォトリソグラフィ技術及び
研磨技術を用いて形成することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は輪帯状に回折要素（格子）が形
成されたＢＯ素子の斜視図を示す。設計上使用波長２４
８ｎｍのＫｒＦレーザー光用を想定して、回折要素単位
である輪帯の数を約１８００本とし、各輪帯がそれぞれ
図２の断面図に示すような８段の階段状のＢＯ構造を有
し、全体として直径２０ｍｍのＢＯ素子１が構成されて
いる。最外周の輪帯は設計値で各段の幅が０．３５μ
ｍ、高さは０．０６１μｍから成り、回折要素単位とし
ては、輪帯の幅は２．８μｍ、高さは０．４２７μｍで
ある。

【００１０】図３は８段ＢＯ素子１を製造する際に使用
する３枚のマスク２、３、４の位置関係を示す。これら
マスク２〜４を順次に使用して、波長λ＝３６５ｎｍの
ｉ線用ステッパにより、マスクパターンを石英基板上の
フォトレジストに縮小焼き付けした後に現像し、このレ
ジストパターンをエッチングマスクとして、ドライエッ
チング（ＲＩＥ）法を用いて石英基板をエッチング加工
する。この工程をそれぞれのマスク２〜４毎に３回繰り
返すことにより、８段形状のＢＯ素子１を作製する。な
お、ＢＯ素子１の作製法はこれ以外の方法を用いること
もできる。

【００１１】図４〜図６は第１の実施例の８段形状のＢ
Ｏ素子１上に、所望の反射防止膜形状を形成するための
反射防止膜形成方法の断面図を示す。図４(1) に示す例
えば石英（ＳｉＯ₂ ）基板から成る８段の段差を有する
ＢＯ素子１上に、図４(2) の工程において例えば真空蒸
着法を用いて、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）から成る薄膜５
を約８００ｎｍの厚さに成膜する。続いて、図４(3) の
工程において、アルミナ膜５の研磨面が石英基板１の底
面と平行になるように、かつ８段形状の最上段からの厚
さが３６ｎｍとなるように、例えば化学的機械的研磨法
を用いて研磨する。なお、この工程は化学的機械的研磨
法とエッチバック法を組み合わせて行ってもよい。

【００１２】図４(4) の工程において、ＢＯ素子１のア
ルミナ膜５上にフォトレジストを滴下し、スピンコート
によりレジストを１μｍ程度の薄膜とし、べーク処理を
行ってレジスト膜６を形成する。次に、図４(5) の工程
において、所望の最も微細なパターンが露光可能な図示
しない露光装置にＢＯ素子１を装着し、所望のパターン
を有するレチクル７をマスクとして露光する。ポジタイ
プのレジストを用いたときには、図４(5) に示すように
露光された領域は現像液に可溶となり、レチクル７がレ
ジスト膜６に転写されてパターン化され、所望の寸法の
レジスト膜６によるパターンが形成される。

【００１３】次に図４(6) の工程において、ＢＯ素子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又
はイオンビームエッチング装置等に装着し、所望のレジ
スト膜６によるパターンをエッチングマスクとして、ア
ルミナ膜５を３６ｎｍの深さにエッチングする。

【００１４】その後に、レジスト膜６のパターンを例え
ば酸素アッシング法又は剥離液を用いて除去すると、図
５(7) に示すようにアルミナ膜５に２段の段差を有する
パターンが形成される。

【００１５】図５(8) の工程において、再び図４(4) の
工程と同様にアルミナ膜５上にレジスト膜６を形成す
る。続いて、図５(9) の工程においてＢＯ素子１を露光
装置に装着し、図４(5) に示したレチクル７の倍周期の
パターンを有するレチクル８をマスクとし、図４(6) の
工程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においてアライメントを行った後
に、レジスト膜６を露光、現像して所望のレジスト膜６
によるパターンを形成する。

【００１６】図５(10)の工程において、図４(6) の工程
と同様にドライエッチングを行った後に、レジスト膜６
によるパターンを除去すると、図５(11)に示すようにア
ルミナ膜５上に４段の段差を有するパターンが形成され
る。図５(12)の工程において、再び図５(8) の工程と同
様にアルミナ膜５上にレジスト膜６を形成する。

【００１７】続いて、図６(13)の工程においてＢＯ素子
１を露光装置に装着し、図４(5) に示したレチクル７の
４倍周期のパターンを有するレチクル９をマスクとし、
レジスト膜６を露光、現像して所望のレジスト膜６によ
るパターンを形成する。

【００１８】図６(14)の工程において、図４(6) の工程
と同様にドライエッチングを行った後に、レジスト膜６
によるパターンを除去すると、図６(15)に示すようにＢ
Ｏ素子１上に所望の形状を有するアルミナ製の反射防止
膜５を形成することができる。次に、反射防止膜である
アルミナ膜５上に、石英製の反射防止膜１０を図４(1)
〜図４(15)と同様の工程を用いて形成することにより、
図６(16)に示すようなＢＯ素子１上に、アルミナと石英
の２層積層膜５、１０を設置することができる。このと
きの石英膜１０の膜厚は４１ｎｍである。

【００１９】図７〜図１２は第２の実施例の反射防止膜
形成方法の断面図を示し、図７(1)〜(3) の工程は第１
の実施例の図４(1) 〜(3) と同様で、ＢＯ素子１上にア
ルミナ膜５を成膜する工程である。次に、図７(4) の工
程において、アルミナ膜５上に例えばスパッタリング法
により、第１の薄膜としてクロム膜１１を１００ｎｍの
厚さに形成し、図７(5) の工程において、クロム膜１１
上にレジスト膜６を形成する。図７(6) の工程におい
て、図示しない露光装置にＢＯ素子１を装着し、クロム
膜１１上にレチクル１２を用いて、基準となる周期パタ
ーンを有する所望のレジスト膜６によるパターンを露
光、現像して形成する。

【００２０】図８(7) の工程において、レジスト膜６に
よるパターンをマスクとして、例えば反応性イオンエッ
チング法により、クロム膜１１をエッチングする。そし
て、このクロム膜１１のパターンにより、次に示すよう
にフォトリソグラフィ技術が自己整合的に行われる。

【００２１】図８(8) の工程において、クロム膜１１に
よるパターンをマスクとして、例えば反応性イオンエッ
チング法により、アルミナ膜５を３６ｎｍの深さにエッ
チングし、表面上に凹部を形成する。その後に、クロム
膜１１上のレジスト膜６によるパターンを酸素アッシン
グ法又は剥離液により除去すると、図８(9) に示すよう
になる。

【００２２】図８(10)の工程において、図７(5) の工程
と同様にＢＯ素子１上にフォトレジスト膜６を塗布す
る。次に、図８(11)の工程において、レチクル１３を用
いて所望のレジスト膜６によるパターンを形成する。こ
のときのアライメント精度は、クロム膜１１のパターン
線幅の半分の値でよい。

【００２３】次に、図９(12)の工程において、クロム膜
１１のパターン及びレジスト膜６のパターンをマスクと
して、例えば反応性イオンエッチング法により、アルミ
ナ膜５を７２ｎｍの深さにエッチングする。その後に、
レジスト膜６によるパターンを例えば酸素アッシング法
又は剥離液を用いて除去すると、図９(13)に示すように
なる。

【００２４】続いて、図９(14)の工程において、ＢＯ素
子１上にネガレジスト膜１４を塗布する。次に、図９(1
5)に示すように背面より露光、現像すると、クロム膜１
１のないところにのみレジスト膜１４によるパターンを
残すことができる。このとき、クロム膜１１自体がネガ
レジスト露光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を行うことができる。更に、図９(1
6)の工程において、ＢＯ素子１上にフォトレジスト膜６
を塗布し、図９(17)の工程において、レチクル１５を用
いて露光、現像を行い、所望のレジスト膜６によるパタ
ーンを形成する。

【００２５】図１０(18)の工程において、レジスト膜
６、１４によるパターンに覆われない部分のクロム膜１
１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(1
9)の工程において、アルミナ膜５を例えば反応性イオン
エッチング法により、レジスト膜６、１４によるパター
ンをマスクとして７２ｎｍの深さにエッチングする。そ
の後に、レジスト膜６、１４によるパターンを酸素アッ
シング法又は剥離液により除去すると、図１０(20)に示
すようになる。

【００２６】図１０(21)の工程において、図８(10)の工
程と同様にＢＯ素子１上にフォトレジスト膜６を塗布
し、図１０(22)の工程において、図７(6) の工程と同様
にレチクル１６を用いて露光、現像を行い、所望のレジ
スト膜６によるパターンを形成する。その後に図１０(2
3)において、レジスト膜６のパターンとクロム膜１１を
マスクとして、例えば反応性イオンエッチング法により
アルミナ膜５を１４４ｎｍの深さにエッチングする。

【００２７】そして、レジスト膜６によるパターンを例
えば酸素アッシング法又は剥離液により除去すると、図
１１(24)に示すようになる。図１１(25)の工程におい
て、ＢＯ素子１上に図９(14)の工程と同様にネガレジス
ト膜１４を塗布し、図１１(26)の工程において、図９(1
5)の工程と同様に背面より露光、現像すると、クロム膜
１１のないところにのみレジスト膜１４によるパターン
を残すことができる。その後に図１１(27)の工程におい
て、図７(5) の工程と同様にＢＯ素子１上にフォトレジ
スト膜６を塗布し、図１１(28)の工程において所望のレ
チクル１７を用いて露光、現像することにより、所望の
レジスト膜６によるパターンを形成する。図１１(29)の
工程において、レジスト膜６、１４によるパターンで覆
われていないクロム膜１１を図１０(18)の工程と同様に
して、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。

【００２８】更に図１２(30)の工程において、フォトレ
ジスト膜６、１４で覆われていない部分のアルミナ膜５
を例えば反応性イオンエッチング法により、レジスト膜
６、１４によるパターンをマスクとして１４４ｎｍの深
さにエッチングする。その後に、レジスト膜６、１４に
よるパターンを例えば酸素アッシング法又は剥離液によ
り除去すると、図１２(31)に示すようになる。更に、ク
ロム膜１１を図１０(18)の工程と同じ混合液を用いてエ
ッチングにより除去すると、図１２(32)に示すようにＢ
Ｏ素子１上に、所望の形状を有する反射防止膜であるア
ルミナ膜５を形成することができる。

【００２９】次に、アルミナ膜５上に、図７(1) 〜図１
２(32)と同様の工程を用いて、石英製の反射防止膜１０
を形成することにより、図１２(33)に示すような石英製
のＢＯ素子１上にアルミナと石英の２層積層膜を設置す
ることができる。このときの石英の膜厚は４１ｎｍであ
る。

【００３０】図１３〜図１８は第３の実施例の反射防止
膜形成方法の断面図を示し、図１３(1) 〜図１４(9) の
工程は第２の実施例の図７(1) 〜図８(9) の工程と同様
であり、図１３(6) のレチクル１８を用いてクロム膜上
にレジストパターン２６を形成し、これをマスクとして
アルミナ膜５上にエッチングにより図１４(9) に示すよ
うに凹部を形成する。

【００３１】次に、図１４(10)の工程において、図１４
(9) の凹部を埋めるように、第２の薄膜として例えばア
ルミニウム膜１９を、電子ビーム蒸着法を用いて５００
ｎｍの厚さに形成する。なお、この凹部を埋める方法と
しては、例えばリフトオフ法や選択デポジション法等を
用いてもよい。次に図１４(11)の工程において、例えば
化学的機械研磨法を用いて、クロム膜１１の表面が露出
するまでアルミニウム膜１９を除去する。ここまでの工
程で反射防止膜材料５の表面は、隣接するクロム膜１１
とアルミニウム膜１９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。

【００３２】図１４(12)の工程において、図１３(5) の
工程と同様にＢＯ素子１上にフォトレジスト膜６を形成
し、図１５(13)の工程において、レチクル２０を用いて
露光、現像することにより、所望のレジスト膜６による
パターンを形成する。図１５(14)の工程において、レジ
スト膜６によるパターンに覆われていない所定のクロム
膜１１を例えばエッチング液にて除去した後に、図１５
(15)の工程において、レジスト膜６によるパターンを例
えば酸素アッシング法又は剥離液を用いて除去する。

【００３３】続いて、図１５(16)の工程においてフォト
レジスト膜６を形成し、図１５(17)の工程において、図
１３(6) の工程と同様にレチクル２１を用いて所望のレ
ジスト膜６によるパターンを形成する。そして、図１５
(18)の工程において、レジストパターンで覆われていな
い所定のアルミニウム膜１９を、例えば燐酸と硝酸と酢
酸と水の混合液から成るエッチング液により除去する。

【００３４】更に、レジスト膜６によるパターンを例え
ば剥離液を用いて除去すると、図１６(19)のようにな
る。図１６(20)の工程において、クロム膜１１とアルミ
ニウム膜１９をマスクとして、アルミナ膜５を例えば反
応性イオンエッチング法により７２ｎｍの深さにエッチ
ングする。図１６(21)において、図１４(10)の工程と同
様に例えば電子ビーム蒸着法を用いて、５００ｎｍの厚
さにアルミニウム膜１９を形成して凹部を埋める。図１
６(22)において、図１４(11)の工程と同様に例えば化学
的機械的研磨法を用いて、クロム膜１１の表面が露出す
るまでアルミニウム膜１９を除去する。次に図１６(23)
の工程において、ＢＯ素子１上にフォトレジスト膜６を
形成し、図１６(24)の工程において、レチクル２２を用
いて露光、現像することにより、所望のレジスト膜６に
よるパターンを形成する。

【００３５】図１７(25)の工程において、図１５(14)の
工程と同様にレジスト膜６によるパターンに覆われてい
ない所定のクロム膜１１を、例えばエッチング液により
除去した後に、図１７(26)の工程において、このレジス
ト膜６によるパターンを例えば酸素アッシング法又は剥
離液を用いて除去する。

【００３６】続いて、図１７(27)の工程においてフォト
レジスト膜６を形成し、図１７(28)の工程において、レ
チクル２３を用いて所望のレジスト膜６によるパターン
を形成する。図１７(29)の工程において、図１５(18)の
工程と同様にレジストパターンで覆われていない所定の
アルミニウム膜１９を、例えば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て除去する。その後に、
レジスト膜６によるパターンを例えば酸素アッシング法
又は剥離液を用いて除去すると、図１７(30)のようにな
る。

【００３７】図１８(31)の工程において、クロム膜１１
とアルミニウム膜１９をマスクとして、アルミナ膜５を
例えば反応性イオンエッチング法により、１４４ｎｍの
深さにエッチングする。図１８(32)の工程において、図
１５(18)の工程と同じ混合液を用いてアルミニウム膜１
９を除去する。次に、クロム膜１１をエッチング液によ
り除去すると、図１８(33)に示すように、ＢＯ素子１上
に所望の形状を有する反射防止膜であるアルミナ膜５を
形成することができる。

【００３８】更に、アルミナ膜５上に石英製の反射防止
膜１０を図１３(1) 〜図１８(33)と同様の工程を用いて
形成することにより、図１８(34)に示すようなＢＯ素子
１上に、アルミナと石英の２層積層膜を設置することが
できる。このときの石英の膜厚は４１ｎｍである。

【００３９】図１９は第１の実施例の方法により作製し
た回折光学素子を、ｉ線又はＫｒＦ等の紫外線を用いた
ステッパである半導体用露光装置に適用したときの構成
図を示している。

【００４０】この露光装置は波長２４８ｎｍの照明光学
系２４、所定のパターンが描かれたレチクル２５、結像
光学系２６、半導体基板２７を載置するステージ２８か
ら構成され、結像光学系２６には、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２９が組み込まれている。なお、回折
光学素子２９は、直径１２０ｍｍで８段の階段状のＢ０
構造を有しており、最外周の輪帯は各段の幅が０．３５
μｍ、高さは０．０６１μｍから成り、回折要素単位と
しては、輪帯の幅は２．８μｍ、高さは０．４２７μｍ
である。

【００４１】このような構成において、照明光学系２４
によりレチクル２５を照射し、レチクル２５のパタ−ン
を結像光学系２６により、ステージ２７上の半導体基板
２８に５分の１の縮小倍率で描画する。

【００４２】図２０はＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ又
は液晶パネルやＣＣＤ等の半導体デバイスの製造フロー
チャート図を示す。ステップＳ１の回路設計工程では、
半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２のマス
ク製作工程では、設計した回路パターンが形成されたＸ
線マスクを製作する。ステップＳ３のウエハ製造工程で
は、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップＳ４のウエハプロセス工程は前工程と呼ばれ、用意
した半導体露光装置によりウエハ上に実際の回路を形成
する。

【００４３】次に、ステップＳ５の組立工程は後工程と
呼ばれ、ステップＳ４によって製作されたウエハを用い
て半導体チップ化する工程で、ダイシングやボンディン
グのアッセンブリ工程、及びチップ封入のパッケージン
グ工程等を含んでいる。ステップＳ６の検査工程では、
ステップＳ５で製作した半導体デバイスの動作確認テス
ト、及び耐久性テスト等の検査を行う。以上の工程を経
て、半導体デバイスが完成し、ステップＳ７の出荷工程
に送られる。

【００４４】図２１はウエハプロセス工程のフローチャ
ート図を示し、先ずステップＳ１１の酸化工程では、ウ
エハの表面を酸化する。ステップＳ１２のＣＶＤ工程で
は、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３の
電極形成工程では、ウエハ上に電極を蒸着により形成す
る。ステップＳ１４のイオン打ち込み工程では、ウエハ
にイオンを打ち込む。ステップＳ１５のレジスト処理工
程では、ウエハにレジストを塗布する。

【００４５】ステップＳ１６の露光工程では、用意した
半導体露光装置によりマスクの回路パターンをウエハに
焼付け露光する。ステップＳ１７の現像工程では、露光
したウエハを現像する。ステップＳ１８のエッチング工
程では、現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステ
ップＳ１９のレジスト剥離工程では、エッチングが終了
して不要となったレジストを除去する。これらのステッ
プＳを繰り返し行うことによって、ウエハ上には多重に
回路パターンが形成される。

【００４６】本実施例によれば、光学系が高解像力を発
揮するので、従来は製造が難しかった非常に微細な回路
パターンを有する高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。

【００４７】なお、パターン形成のための露光光は、紫
外、遠紫外、真空紫外等の光に限らず、電子ビーム、イ
オンビームやＸ線を用いたり、又はその他の露光技術を
使用してもよく、基板としては、石英などの酸化物、弗
化カルシウムなどの弗化物や、光学ガラスなどの他の材
料を用いてもよい。また、反射防止膜の材料はＡｌ₂Ｏ₃
、ＨｆＯ₂ 、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ などの酸化物材料
や、ＡｌＦ₃ 、ＢａＦ₂ＣａＦ₂ 、ＬａＦ₃ 、ＬｉＦ、
ＭｇＦ₂ 、Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ などの弗ッ化物材料に限定さ
れるものではなく、その他の光学材料を用いてもよい。

【００４８】また、反射防止膜材料のエッチング方法
は、反応性イオンエッチング法、イオ他の光学材料を用
いてもよい。他のエッチング法を用いてもよく、反射防
止膜材料の成膜方法は、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、又はその他の成膜方法を使用しても
よい。更に、第１の薄膜材料として、クロム膜及び酸化
クロム膜、シリコン膜、又はその他の材料を使用しても
よく、第２の薄膜材料としては、アルミニウム以外にタ
ングステン等の金属、酸化物、窒化物の少なくとも１つ
から成る材料、又はその他の材料を使用してもよい。

【００４９】このようにして、両面に反射防止膜を設置
したＢＯ素子１は、階段状周期構造の各素子単位の壁面
に、反射防止膜材料が被らないので、この状態で測定し
た回折効率は、高周波域でも大きな低下は見られず、高
周波域の回折効率が大幅に改善される。なお、素子パタ
ーンの形成されていない他方の面は通常の反射防止膜を
形成してもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る反射防
止膜形成方法は、光学材料から成る基板に形成した段差
状パターン上に、入射光の反射率を低減する反射防止膜
を、任意の成膜技術及びフォトリソグラフィ技術で形成
することにより、回折光学素子の階段状周期構造におけ
る各ＢＯ素子単位の壁面を、反射防止膜材料で被覆する
ことなく、階段形状の表面にのみ反射防止膜材料を微細
加工することができるので、高周波域の回折効率を改善
して、可視光線、赤外線、紫外線領域のみならず、遠紫
外線や真空紫外線領域に使用可能に性能を向上すること
ができる。

【００５１】また、本発明に係る反射防止膜形成方法
は、光学材料から成る基板に形成した段差状パターン上
に、入射光の反射率を低減する反射防止膜を、任意の成
膜技術及びフォトリソグラフィ技術及び任意の研磨技術
で形成することにより、回折光学素子の階段状周期構造
における各ＢＯ素子単位の壁面を、反射防止膜材料で被
覆することなく、階段形状の表面にのみ反射防止膜材料
を微細加工することができるので、高周波域の回折効率
を改善して、可視光線、赤外線、紫外線領域のみなら
ず、遠紫外線や真空紫外線領域に使用可能に性能を向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＢＯ素子の斜視図である。

【図２】８段ＢＯ素子の断面図である。

【図３】クロムマスクと８段ＢＯ素子の断面図である。

【図４】第１の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図５】第１の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図６】第１の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図７】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図８】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図９】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図で
ある。

【図１０】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１１】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１２】第２の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１３】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１４】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１５】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１６】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１７】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１８】第３の実施例の反射防止膜形成工程の説明図
である。

【図１９】半導体露光装置の構成図である。

【図２０】半導体デバイスの製造工程のフローチャート
である。

【図２１】ウエハプロセスのフローチャート図である。

【符号の説明】

１、２９ＢＯ素子２、３、４クロムマスク５アルミナ膜６、１４レジスト膜７、８、９、１２、１３、１５、１６、１７、１８、２
０、２１、２２、２３レチクル１０石英膜１１クロム膜１９アルミニウム膜２４照明系２５レチクル２６結像光学系２７ステージ２８半導体基板２９回折光学素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学材料から成る基板上に段差状パター
ンを形成し、該段差状パターン上に入射光の反射率を低
減する反射防止膜を、成膜技術及びフォトリソグラフィ
技術を用いて形成することを特徴とする反射防止膜形成
方法。
【請求項２】前記フォトリソグラフィ技術は自己整合
的に行う請求項１に記載の反射防止膜形成方法。
【請求項３】前記反射防止膜は少なくとも２種類の材
料から成る積層構造とした請求項１に記載の反射防止膜
形成方法。
【請求項４】前記反射防止膜はＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＨｆＯ
₂ 、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ の少なくとも１つの酸化物材
料、又はＡｌＦ₃ 、ＢａＦ₂ 、ＣａＦ₂ 、ＬａＦ₃ 、Ｌ
ｉＦ、ＭｇＦ₂ 、Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ の少なくとも１つの弗
化物材料とした請求項１に記載の反射防止膜形成方法。
【請求項５】光学材料から成る基板上に段差状パター
ンを形成し、該段差状パターン上に入射光の反射率を低
減する反射防止膜を、成膜技術及びフォトリソグラフィ
技術及び研磨技術を用いて形成することを特徴とする反
射防止膜形成方法。
【請求項６】前記フォトリソグラフィ技術は自己整合
的に行う請求項５に記載の反射防止膜形成方法。
【請求項７】前記反射防止膜は少なくとも２種類の材
料から成る積層構造とした請求項５に記載の反射防止膜
形成方法。
【請求項８】前記反射防止膜はＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＨｆＯ
₂ 、ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ の少なくとも１つの酸化物材
料、又はＡｌＦ₃ 、ＢａＦ₂ 、ＣａＦ₂ 、ＬａＦ₃ 、Ｌ
ｉＦ、ＭｇＦ₂ 、Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ の少なくとも１つの弗
化物材料とした請求項５に記載の反射防止膜形成方法。
【請求項９】請求項１〜８の何れかの請求項に記載の
反射防止膜形成方法により反射防止膜を形成したことを
特徴とする回折光学素子。
【請求項１０】請求項９に記載の回折光学素子を有す
る光学系。
【請求項１１】請求項１０に記載の光学系を有する投
影露光装置。
【請求項１２】請求項１１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。